En Büyük Sorular: Evrende yalnız mıyız?

1977’de New York Times, fizikçilerin uzaylılardan radyo mesajları alma girişimlerini anlatan “Kozmik Yalnızlığa Bir Son Arayışı” başlıklı bir makale yayınladı. Dünya Dışı Zeka Arayışı (SETI) olarak bilinen girişim henüz başlangıç ​​aşamasındaydı ve savunucuları meslektaşlarını ve Kongre’yi bu fikrin finanse edilmeye değer olduğuna ikna etmek için çabalıyorlardı.

Orada herhangi birinin veya herhangi bir şeyin olup olmadığını belirleme arayışı, bu makalenin yayınlanmasından bu yana neredeyse yarım yüzyıl içinde daha büyük bir bilimsel temel kazandı. O zamanlar gökbilimciler henüz güneş sistemimizin dışında tek bir gezegen tespit etmemişlerdi. Artık galaksinin çeşitli dünyalarla dolu olduğunu biliyoruz. Gezegenimizin okyanusları bir zamanlar istisnai olarak görülüyordu, oysa bugün kanıtlar dış güneş sistemindeki çok sayıda uydunun yer altı sularına ev sahipliği yaptığını gösteriyor.

Yaşamın var olabileceği ortamların çeşitliliğine dair düşüncemiz, daha önce mümkün olduğu düşünülenden çok daha sıcak, daha tuzlu, asidik ve daha radyoaktif yerlerde gelişebilen ekstremofil organizmaların Dünya’da keşfedilmesi sayesinde genişledi; bunlara deniz altı hidrotermal menfezlerin çevresinde yaşayan yaratıklar da dahil. .

Bizimki gibi yaşayan dünyaların aslında ne kadar yaygın olduğunu öğrenmeye artık her zamankinden daha yakınız. Makine öğrenimi ve yapay zeka gibi yeni araçlar, bilim adamlarının yaşamı neyin oluşturduğuna dair önyargılı fikirlerinin ötesine geçmelerine yardımcı olabilir. Gelecekteki araçlar uzak gezegenlerin atmosferlerini koklayacak ve yerel güneş sistemimizden alınan örnekleri tarayarak bunların organizmaların gelişmesi için doğru oranlarda kimyasal maddeler içerip içermediğini görecek.

NASA’nın Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde gezegen bilimcisi olan Ravi Kopparapu, “Bunu yaşamımız boyunca başarabileceğimize inanıyorum” diyor. “Diğer gezegenlerde yaşam olup olmadığını öğrenebileceğiz.”

İnsanların uzak dünyalar hakkında spekülasyon yapma konusunda uzun bir geçmişi olsa da, o zamanın çoğunda gerçek kanıtlar yetersizdi. Diğer yıldızların etrafındaki ilk gezegenler (dış gezegenler olarak bilinir) 1990’ların başında keşfedildi, ancak gökbilimcilerin bunların ne kadar yaygın olduğunu anlamaları NASA’nın Kepler uzay teleskobunun 2009’da fırlatılmasına kadar sürdü. Kepler yüz binlerce yıldızı dikkatle izledi ve parlaklıklarında, önlerinden geçen gezegenleri işaret edebilecek küçük düşüşler aradı. Misyon, bilinen ötegezegenlerin sayısının bir avuçtan 5.500’ün üzerine çıkmasına yardımcı oldu.

Kepler, güneş benzeri yıldızların etrafında, yüzeylerinde sıvı su bulunduracak doğru mesafede dönen Dünya benzeri gezegenlerin yaygınlığını belirlemeye yardımcı olmak için inşa edildi (genellikle Goldilocks bölgesi olarak adlandırılan bir bölge). Şu ana kadar tek bir dünya dışı dünya bizim mükemmel ikizimiz olmasa da, araştırmacılar çok sayıdaki keşifleri, orada kaç tane olabileceğine dair bilinçli tahminler yapmak için kullanabilirler. Mevcut en iyi tahminler, güneş benzeri yıldızların %10 ila %50’sinin bizimkine benzer gezegenlere sahip olduğunu gösteriyor ve bu da gökbilimcilerin kafasını karıştıracak rakamlara yol açıyor.

“Eğer %50 ise bu çok çılgınca, değil mi?” diyor Pasadena, California’daki Caltech’ten astrofizikçi Jessie Christiansen. “Galakside milyarlarca güneş benzeri yıldız var ve bunların yarısında Dünya benzeri gezegenler varsa milyarlarca yaşanabilir kayalık gezegen olabilir.”

Evde kimse var mı?

Bu gezegenlerin gerçekten organizma içerip içermediğini belirlemek kolay bir iş değil. Araştırmacıların bir dış gezegenden gelen soluk ışığı yakalaması ve onu oluşturan dalga boylarına yayması, farklı türde kimyasalların varlığını ve miktarını gösteren işaretleri taraması gerekiyor. Gökbilimciler güneş benzeri yıldızlara odaklanmak isterken, bunu yapmak teknik açıdan zordur. NASA’nın yeni ve güçlü James Webb Uzay Teleskobu (JWST), şu anda 6,5 ​​metrelik aynasını ve benzersiz kızılötesi aygıtlarını, M cüceleri olarak bilinen, güneşimizden daha küçük, daha soğuk ve daha kırmızı yıldızların etrafındaki dünyalar üzerinde eğitiyor. Bu tür yerler yaşanabilir olabilir ancak şu anda kimse bundan tam olarak emin değil.

Yüzeylerinde sıvı su bulunması için, M cücelerinin etrafındaki gezegenlerin yıldızlarına yakın bir yörüngede dönmeleri gerekir; yıldızlar güneşten daha aktif olma eğilimindedir; şiddetli patlamalar yayarak atmosferik gazları uzaklaştırabilir ve muhtemelen dünyayı kuru bırakabilir. kabuk. JWST, 40 ışıkyılı uzaklıkta yedi küçük kayalık dünyaya sahip bir M cücesi olan Trappist-1’i araştırıyor; bunların dördü potansiyel olarak sıvı suya sahip olmak için doğru mesafede. En yakın iki ötegezegenin zaten atmosferden yoksun olduğu gösterildi, ancak bilim adamları sonraki üç gezegenin JWST gözlemlerinin sonuçlarını sabırsızlıkla bekliyorlar. Yaşanabilir bölgenin dışındakilerin bile atmosfere sahip olup olamayacağını bilmek istiyorlar.

M cüce yıldızlarının etrafındaki diğer gezegenleri aramaya özel bir ilgi var çünkü bunlar güneş boyutundaki yıldızlardan çok daha yaygınlar. Christiansen, “Onların atmosfer barındırdığını bulurlarsa, bu galaksinin yaşanabilir alanını yüz kat artırır” diyor.

Dünya’ya çok benzeyen bir gezegen bulduğumuzda, yüzeyinde yaşamın kimyasal ipuçlarını aramaya başlamak isteyeceğiz. JWST bunu yapacak kadar hassas değil, ancak 2030’larda veri almaya başlaması beklenen Aşırı Büyük Teleskop, Dev Magellan Teleskobu ve Otuz Metre Teleskobu gibi gelecekteki yer tabanlı araçlar, yakınlardaki kimyasal bileşenleri ortaya çıkarabilir. Dünya benzeri dünyalar. Daha uzak hedeflerden gelen bilgilerin, NASA’nın bir sonraki planlanan amiral gemisi görevi olan ve 2030’ların sonlarında veya 2040’ların başlarında fırlatılması beklenen uzay tabanlı Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi’ni beklemesi gerekecek. Teleskop, bir yıldızın göz kamaştırıcı ışığını engellemek ve sönük gezegen ışığını ve onun potansiyel moleküler parmak izlerini tespit etmek için ya harici bir yıldız gölgesi ya da koronagraf adı verilen bir alet kullanacak.

Özellikle gökbilimcilerin hangi kimyasalları araması gerektiği tartışma konusu olmaya devam ediyor. İdeal olarak, biyo-imzalar olarak bilinenleri (su, metan ve karbondioksit gibi moleküllerin Dünya’da bulduklarımıza benzer miktarlarda mevcut olduğunu) bulmak istiyorlar. Bunun pratikte ne anlama geldiği her zaman açık değildir, çünkü gezegenimiz yaşamın olduğu pek çok dönemden geçmiştir, ancak farklı kimyasalların miktarları çok değişkendir.

“2 ya da 3 milyar yıl önceki gibi bir Arkeen Dünya’yı tespit etmesini mi istiyorsunuz?” Kopparapu’ya sorar. “Ya da Dünya’nın kartopu olduğu Neoproterozoik dönemden mi? Yoksa bol miktarda serbest oksijen, ozon, su ve CO bulunan mevcut Dünya’yı mı tespit etmek istiyorsunuz?₂?”

Son zamanlarda JWST, 120 ışıkyılı uzaklıkta bulunan, Dünya’nın neredeyse dokuz katı büyüklüğünde bir dış gezegende, dünyamızda yalnızca canlılar tarafından üretilen bir molekül olan dimetil sülfürü tespit ettiğinde büyük heyecan yaşandı. Henüz doğrulanmayan sonuçlar, bu tür yöntemlerin yanıltıcılığını ortaya koyuyor. Eğer dimetil sülfit gezegenin atmosferinde gerçekten mevcutsa, yıldız ışığının da onu parçalayarak henüz görülmemiş bir molekül olan etan’ı oluşturması gerekir. Kopparapu, “Hiçbir gaz tek başına biyolojik imza değildir” diyor. “Bunların bir kombinasyonunu görmeniz gerekiyor.” Geçtiğimiz yıl kendisi ve topluluktaki diğer kişiler, herhangi bir bulgunun yıldız ve gezegen ortamı bağlamına yerleştirilmesi gerektiğini vurgulayan bir rapor yayınladılar; çünkü görünüşte hayata işaret eden ancak alternatif açıklamalara sahip birçok sonuç olabilir.

Neden hayat sayılır?

İster uzak gezegenlere, ister Dünya’daki fenomenlere bakıyor olun, bu sorun (yaşam ile yaşam olmayanın kesin olarak nasıl ayırt edileceği) daimi bir sorundur. Araştırmacılar yakında insan beyninin anlayamayacağı kadar karmaşık ilişkileri ortaya çıkarabilecek algoritmik tekniklerden yardım alabilirler. Son deneylerde, Robert Hazen ve meslektaşları 134 canlı ve cansız örnek (petrol, karbon açısından zengin meteorlar, antik fosiller ve laboratuvarlarına giren bir yaban arısı dahil) aldılar, bunları buharlaştırdılar ve kimyasal bileşenlerini yaydılar. Her numunenin moleküler yapısında yaklaşık 500.000 farklı özellik tanımlandı ve bir makine öğrenimi programından geçirildi.

Carnegie Bilim Enstitüsü’nden mineralog ve astrobiyolog Hazen, “Bu 500.000 özelliğe baktığımızda, canlılara özgü desenler ve cansızlara özgü desenler olduğunu görüyoruz” diyor.

Yazılım örneklerin %70’i üzerinde eğitildikten sonra teknik, kalan örneklerden hangisinin biyolojik kökene sahip olduğunu %90 doğrulukla tespit edebildi. Numunelerin kimyasal bileşenlerini yaymak için kullanılan cihaz yaklaşık yedi inç uzunluğunda ve Jüpiter’in Europa’sı veya Satürn’ün Enceladus’u gibi yakındaki okyanus dünyalarına görevlere gönderilecek kadar küçük. NASA’nın Perseverance gezgini Mars’a benzer bir alet taşıyordu; bu nedenle Hazen, ekibinin makine öğrenimi algoritmasının, verileri tarayacak ve orada geçmiş veya mevcut organizmaları avlayacak şekilde uyarlanabileceğini düşünüyor. Ve diğer biyosferlerde kullanılamayan DNA veya amino asitler gibi spesifik organik kimyasalları tespit etmek yerine moleküler ilişkilere dayandığı için bu yöntem, bilim adamlarının Dünya’da sahip olduğumuzdan tamamen farklı bir yaşam aramasına olanak tanıyabilir.

Bu tür makine öğrenimi uygulamaları, son yıllarda alet kullanan dünya dışı türler için daha önce olduğundan daha geniş bir dizi görünür kanıt aramaya yönelen SETI’de de kullanım alanı bulmaya başlıyor. SETI Enstitüsü’nden Sofia Sheikh, sahadaki çoğu kişinin “astronomik enstrümantasyonla karakterize edebileceğimiz, uzaktan tespit edilebilir bir teknoloji imzası” olarak tanımlanan bu tür teknoimzaların peşinde olduğunu söylüyor. Bu bir radyo sinyali olabilir, ancak diğer kanıtlar arasında optik lazer darbeleri, dev uzay tabanlı mühendislik projeleri, atmosferik kirlilik ve hatta güneş sistemimize giden yapay sondalar gibi şeyler bulunabilir.

Bilinmeyen kaynaklardan gelen kısa ışık parlamalarını sürekli olarak tüm gece gökyüzünde araştıran, San Diego, Kaliforniya yakınlarındaki Zwicky Geçici Tesisi’nde mühendisler, yapay zekaya, doğal olaylardan beklenmeyecek özellikleri nasıl tanımlayacağını öğretiyor. Caltech’ten gökbilimci ve veri bilimcisi Ashish Mahabal, “İşte bu noktada soru sormaya başlayabiliriz” diyor. Bu tür soruların yanıtları, yeni astronomik olayların veya belki de enerji yoğun bir uzaylı toplumunu besleyen devasa güneş panelleriyle çevrelenmiş bir yıldızın ortaya çıkarılmasına yardımcı olabilir.

SETI araştırmacıları bu tür araçları kullanarak bazı insan merkezli önyargıların üstesinden gelmeye yardımcı olabileceklerini umuyorlar. Çoğu kişi, diğer dünyadaki varlıklara dair beklentilerimizin kendi deneyimlerimiz tarafından kısıtlandığının farkındadır. Örneğin, Sheikh, devasa uzaylı güneş panellerine dair işaretlerin araştırılmasının genellikle “her zaman katlanarak artan bir enerji ihtiyacı olacağı varsayımına dayandığını” söylüyor.

Halen araştırılmakta olan tüm yollar nedeniyle birçok bilim insanı, dünya dışı yaşamla ilgili sorularımızın yanıtlarının çok uzakta olmadığına inanıyor. Ancak sonuçta kozmik yalnızlığımız sorunu felsefi bir sorundur.

İnsanlık tarihinin büyük bölümünde yalnız olduğumuza inanmadık. Gökleri tanrılarla, canavarlarla ve efsanevi yaratıklarla doldurduk. Türümüz ancak modern çağda evrendeki yeri konusunda endişelenmeye başladı. Ancak başka bir kısmı yaşam barındırsın ya da barındırmasın, evren bizim evimizdir. Yalnız olmayı ya da etrafımızdaki güzellikleri kucaklamayı ve merak etmeyi seçebiliriz.

Source link