1 ET Dünyayı Arıyor Öğretmenin Notları Bilgi ve Anlama Güneş, galaksi denilen yıldız kümesindeki milyonlarca yıldızdan sadece biridir. Galaksideki yıldızlar genellikle güneş sistemindeki gezegenlerin olduğundan milyonlarca kez daha birbirlerinden uzaktalar. Bir bütün olarak evren en azından bir milyar galaksiden oluşuyor. Fosiller bitki veya hayvanların yıllar önce kayalarda bulunan kalıntılarıdır. Bildiğimiz üzere bugün yaşayan tüm canlı türleri ilk olarak en az 3 milyar yıl önce basit yaşam formlarından evrilmişlerdir. Giriş Bu özde öğrenciler bir grup astronot konumundalar ve bir bilimsel dergi (The Junior European Journal of Space Exploration, JEJSE) için dünya dışı yaşamın var olabileceği ile ilgili makale yazmaları isteniyor. Bunu yazarken temel alabilecekleri birçok makale, yazı, doküman kullanmaları ve JEJSE okurlarına uygulayabilecekleri aktiviteler tavsiye etmeleri isteniyor. Not: Öğrenciler, diğer öğrencilerin uygulaması için makaleye koyacakları araştırmaları deneyebilirler. Bu özün rotasıdır: Email Makale: Başka evrende yaşam Article: SETI Paper 1: Ernst Mayr Article: Solucan deliklerini keşfetmek Paper 2: Carl Sagan Dergi için Makale
2 Araştırma ve Sorgulamaya Dayalı Fen Eğitimi Bağlantıları Bilimsel fikir ve modelleri olguları açıklamak için kullanmak, onları teoriler üretmek ve test etmek için yaratıcı bir şekilde geliştirmek, Kanıtları analiz etmek, değerlendirmek ve sonuçlar çıkarmak (ikincil kaynaklardan), Kanıtları eleştirel bir şekilde gözlem ve deneylerden analiz etmek, Açıklamalar yapmak, Bilimsel bilgiyi anlatmak ve bilimsel meselelerle ilgili tartışmalara katkı sağlamak için bilgi ve iletişim teknolojileri dâhil uygun yöntemleri kullanmak. Bu etkinlik ayrıca öğrencilere şu katkıları sağlar: Araştırma yapmak, tartışmak ve argüman geliştirmek, Bilim hakkında daha çok şey keşfetmek için gerçek yaşam örnekleri kullanmak. Ön Bilgi Bu öze başlamadan önce, öğrenciler güneş sistemindeki gezegenlerle ve kendi gezegenimizde yaşamın ortaya çıkmasını sağlayan koşullarla ilgili çalışma yapmış olmalıdırlar. Yıldızlar arasındaki uzaklık hakkında bilgi sahibi olmak faydalı olabilir. Etkinlik A. Öz bireysel bir görev olarak kurgulanabilir. Fakat çiftler ve/veya gruplar halinde çalışan öğrencilerin elde edileceği çok fazla şey var; analiz etmek, argümanları ve delilleri tartışmak, kendi bakış açılarını oluşturmak ve sonra iyi ve ilgi çekici bir makale hazırlamak. Arka planda üç tane kısa makale, iki uzun yazı ve her bir öğrenci için zorlu okuma görevi vardır. Dolayısıyla görev paylaşımının, geri raporlamanın veya isteğe bağlı iki uzun yazının analizini yapmanın faydaları vardır. Aşağıdaki öğrenci gruplamaları tavsiye edilir: Başlangıç - Tüm sınıfın bilgilendirilmesi; öğretmen dikkati çekmek için konuya giriş yapar Email Analizi Geçmiş üç makalenin ve/veya iki Yazının analizi Dönüt, geçmiş okumanın tartışması ve ardından dergi makalesinin planlanması Bildirim 3 6 Grup Görevler bireyler arasında ya da küçük gruplarındaki eşler arasında paylaşılır 3 6 Orijinal grup Dergi makalesinin derlenmesi (bireysel ya da grup) ve tüm sınıf konu tartışması (isteğe bağlı)
3 B. Zamanlama Bu etkinlik yaklaşık üç ders saati sürer, alternatif olarak bir kısmı ev ödevi olarak verilebilir. C. Etkinlikler Öğretmen, öğrencilere görevleri boyunca nelerle karşılaşacakları konusunda özet olarak bilgilendiren Öğrenci Etkinlik Kâğıdını verir. Bu aynı zamanda öğrencilerin kendi süreçlerini takip etmelerini sağlayan bir kazanım kontrol listesi olarak da kullanılabilir. İlgili ilk üç makale şunları kapsamaktadır: 1. Mars ta ilk yaşam formlarının var olma ihtimali, 2. Güneş sistemleri arasında seyahat ihtimali, 3. Dünya dışı yaşam formlarıyla iletişim kurabilme ihtimali. Birinci makalede, Mars ta bakterilerin yaşayabileceği dikkate alınmıştır. 1970 te Viking sondası tarafından yapılan testlerden Mars gezgini Curiosity ye kadar bilgi var. Makalede Mars tan geldiği düşünülen meteoritlerin içindeki mikro fosil bakterilerin olası keşfi ile ilgili bilgi bulunmaktadır. Yıldızlar arası yolculuk hakkındaki ikinci makale başlangıç noktaları arasındaki muazzam mesafelerin nasıl alınabileceğine dair üç ihtimal sunuyor: Uzay Gemisi, Yıldızlar arası Foton Jeti, Solucan delikleri üzerinden seyahat. Her ihtimal bazı problemler oluşturmaktadır, bunlardan kısaca bahsedilmiştir. Dünya dışı yaşam formlarıyla iletişim kurabilme üzerine olan üçüncü makale, SETI de (Dünya Dışı Zekayı Araştırma) bir taslak oluşturuyor ve Green Bank denkleminin bir açıklamasını içeriyor. Şu anda ne yapıldığına dair bilgi ve bu alandaki daha ileri gelişmelerle ilgili bazı öneriler var. Etkinlik tercihe bağlı alıştırma olarak iki ilave ve daha uzun yazı içerir. Bu iki yazı seçkin bilim adamları Ernst Mayr ve Carl Sagan ın yoğun ve sadeleştirilmiş yazılarından. SETI (Sagan) adına Mayr a karşı tartışan bu yazılar ilk kez Bioastronomy News te ardışık baskılarda yer aldı. Eskimiş olmasına rağmen hala bilim adamlarının bir konuda hemfikir olmamalarına dair iyi örneklerdir. Her ikisi de kışkırtıcı ve tartışmalı ifadeler içerir. Öğrencilerden bunların bazılarını ayırt etmesi ve dergi makalesi yazma hazırlığı yaparken onlara karşı argümanlar üretmesi beklenir. Bu materyalin dâhil edilmesiyle seçkin bilim insanlarının fikirlerinin kesin kanıt olmadığında - bilimde hiçbir şey kesin ve karar verilmiş değildir- birbirinden keskince ayrılabileceği gösterilmek istenmiştir. Etkinlikte sunulan makale ve yazılar, öğrencilerin çabasına göre farklı materyaller tarafından da desteklenebilir.
4 Öğrencilerden dergi makalesi okuyucularının yapabileceği araştırmaları tavsiye edip denemeleri istenir (E-mail e bak). Olası küçük ölçekli projeler, güneş sistemi çevresine gönderilecek kendi mesajlarını tasarlamayı, UFO lar hakkındaki bazı çalışmaları (bunlardan verilen materyalde bahsedilmiyor) ve insan vücudunun uzun süre sıfır yer çekimine maruz kaldığında vereceği tepkileri dikkate almayı içerebilir. Olası araştırma önerileri, başka gezegenden alınan toprak örneğindeki bakterileri test etmek için bir yöntem geliştirmeyi içerebilir. Mesela toprak örneklerinden agar plakaları kullanarak mikroorganizmalar yetiştirmek ya da indikatör kullanarak toprak örneğinden CO 2 emisyonunu tespit etmek. Hazırlık ET Dünyayı Arıyor Bir Gezegen Araştırma Ekibinin üyesisin ve senden Avrupa Çocuk Uzay Araştırmaları Dergisi için evrenin diğer bölümlerinde yaşamın olma ihtimali ile ilgili makale yazman bekleniyor. Planlama ve makalenin yazımı için bu konu üzerine bir dizi makale ve yazı verilmiştir. Öğrenci Etkinlik Kâğıdı Bilgi ve Anlama Güneş, galaksi denilen yıldız kümesindeki milyonlarca yıldızdan sadece biridir. Galaksideki yıldızlar genellikle güneş sistemindeki gezegenlerin olduğundan milyonlarca kez daha birbirlerinden uzaktadırlar. Bir bütün olarak evren en azından bir milyar galaksiden oluşuyor. Fosiller bitki veya hayvanların yıllar önce kayalarda bulunan kalıntılarıdır. Bildiğimiz üzere bugün yaşayan tüm canlı türleri ilk olarak en az 3 milyar yıl önce basit yaşam formlarından evrilmişlerdir. Kazanım Kontrol Listesi Avrupa Çocuk Uzay Araştırmaları Dergisi için 700-800 kelimelik makale yazınız. Makale, diğer öğrencilerin yapacağı bir araştırma için tavsiye içermelidir. Yazı boyunca çalışırken aşağıdaki maddelere dikkat ettiğinizden emin olunuz. Arka plan yazı ve makaleleri Okuma görevleri olarak özet notları ve Grup tartışması Dergi makalesi planı Tavsiye edilen öğrenci araştırmalarını da içeren dergi makalesi taslağı
5 Uzay Bilimi Bölümü E-mail Kimden: Frank Matthews, Takım Lideri Kime: Konu: Gezegen Araştırma Ekibi Avrupa Çocuk Uzay Araştırmaları Dergisi (JEJSE) JEJSE dergisi editörleri evrenin diğer bölümlerinde yaşamın var olma ihtimaline dair bir makale yazmamızı istedi. Bu bizim araştırmamızla ilgili olduğu için, takımın ilk taslağını birlikte hazırlamayı deneyebileceğinizi düşündüm. UNUTMAYIN Kİ Makale 11-14 yaş öğrencilere hitap ediyor. 700-800 kelimelik grafikler ve çeşitli görseller içeren makale isteniyor. Üç ana noktaya odaklanılması bekleniyor: 1. Ne kadar ilkel olursa olsun Güneş Sisteminde bir yerde yaşam formlarının olması mümkün mü? 2. İletişim kurabileceğimiz akıllı yaşam formlarının galaksinin herhangi bir yerinde olması mümkün mü? 3. Güneş Sistemimiz dışındaki gezegenlere seyahat etmemiz veya diğer gezegenlerden akıllı varlıkların bizim Güneş Sistemimize seyahat etmesi mümkün mü? Makalenin herhangi bir yönüne dayanarak araştırma için bir fikre sahip olmamız veya öğrencilerin yapabileceği bir proje istenir. Bunu dergiye önermeden önce araştırmayı bizim denememiz gerekir.dolayısıyla önce öneri niteliğindeki araştırmayı, deneyi, gözlemi bizim denememiz gerekir. Takımın çıkış noktası olarak kullanabileceği ilgili birkaç makaleyi ve yazıyı eklerde sundum. Makale için son tarih uzakta değil (yaklaşık 1 ay), o yüzden her hafta ilk taslağın bir kopyasını almaktan memnun olurum. İlgili okuma, kısa notlar alınabilmesi için takımdaki bireyler ya da ikililer arasında paylaşılabilir. Makale yazarken hazırlık aşamasında toplanan bilgileri grup olarak kullanabilirsiniz.
6 Birinci Makale Güneş Sistemi nden Başka Bir Yerde Yaşam Dünya üzerindeki bütün organizmalar karbon (C) bazlıdır. Bu demektir ki karmaşık moleküller genel olarak hidrojen, oksijen ve nitrojen atomlarının bağlı olduğu karbon atomu zincirlerinden oluşmaktadır. İddia edildiğine göre silikon bazlı moleküller gibi tamamen değişik kimyasal yapılı yaşam formları zaman içinde evrimleşmişlerdir. Biz hiçbir zaman böyle yaşam formları bulmadık ve varlıklarını tespit etmek için planladığımız bir yöntem yok. Bu durumda keşfedebileceğimiz herhangi bir yaşam formu Dünya daki aynı temel kimyasal yapıya sahip olandır. Ama ille de yaşam formlarının Dünyadakine benzemesi beklenemez, belki de başka türde Dünyadakinden bağımsız yaşam türleri vardır. Güneş sistemimizde diğer gezegenler içinde yaşam belirtisi taşıyan tek gezegen Mars tır. Yer sıcaklığı insanlar tarafından katlanılabilen tek gezegendir. Mars ın atmosferinin % 95 i karbondioksit, %3 ü nitrojen, %1.6 sı argon, bunun yanında serbest oksijen, karbon monoksit, su ve metan zerrelerinden oluşur. Atmosfer biraz tozludur, yüzeyden bakıldığında bu tozlar Mars ın yüzeyine açık kahverengi veya turuncu renk verir. Mars keşif gemisinden gelen bilgilere göre atmosferde asılı kalan toz parçacıkları yaklaşık olarak 1,5 mikrometre uzaklıktadır. Gezegenin, donmuş su ve karbondioksitten oluşan buzulları vardır. 19. yüzyılın ortasında astronotlar Dünya ile Mars ın bazı benzerliklerini biliyorlardı, örneğin bir günün uzunluğunun Mars ta ve Dünya da neredeyse aynı olduğunu. Mars ın keşfedilmesi 1600 lü yıllarda teleskopun icadı ve geliştirilmesiyle başlayarak yüzyıllar aldı. Gezegenin Dünyadan gittikçe ayrıntılandırılan görünümleri, çevresi ve olası yaşam varlığı -hatta akıllı medeniyetler- hakkında spekülasyonlara neden oldu. 20. yüzyılın sonlarına doğru Dünya dan gönderilen araştırmalar, Mars ın sistemini, özellikle de jeolojisi ve muhtemel yaşanabilirliğini anlamada, inanılmaz bir şekilde bilgi artışı sağladı. Mariner uzay aracı 1960 lı ve 1970 li yıllarda Mars ın yüzeyinin resimlerini yolladı. Resimler çok sayıda sönmüş yanardağı ve oldukça kurumuş nehir yataklarının durumunu gösteriyordu. Bu demek oluyor ki bir zamanlar Mars ta su vardı. Muhtemelen bu su şimdi dondu ve Mars ın yüzeyinin altında kalmış durumda. İki Viking uzay gemisi 1976 da Mars a yavaşça indi. İnen kişiler, Mars toprağını analiz edebilecek ekipmanı götürdüler ve orada yaşamın olup olmadığını test edip araştırdılar. Bu testler yaşam formlarıyla ilgili açık kanıtlar ortaya çıkarmadı. Mars ta yaşam olmadığına dair görüşler ortaya atıldı çünkü atmosfer çok inceydi, sıcaklık çok yüksekti ve ozon tabakası yoktu. Buna rağmen 1996 da NASA dan bilim adamları Science dergisinde yayınladıkları makalede Mars tan
7 gelen bir meteroit üzerinde yapılan çalışmanın sonuçlarını açıkladılar. NASA nın 34 Mars meteroiti var ve NASA nın Johnson Uzay Merkezi tarafından yürütülen araştırmalarına göre bu meteroitlerin en az 3 tanesi geçmişte Mars ta yaşam olduğuna dair fosilleşmiş bakterilere (biyomorf denilen) benzeyen mikroskobik yapıda kanıtlar içeriyor. Toplanan bilimsel kanıtlar güvenilir olmasına rağmen bilim insanlarının yorumları çeşitlilik gösteriyor. Kanıtlar tartışmalı olsa da eğer sonuçlar doğruysa bu evrende başka bir yerlerde ilkel yaşamın evrimleştiğini gösterir. Son yıllarda biyologlar bakterilerin varlığını tespit etmek için yeni teknikler buldular. Bu organizmaların zorlu şartlarda gelişen birçok yeni türü bulundu (Antartika daki buzulların derinliklerine gömülmüş, deniz tabanında sıcaklığın 100 C olduğu hidrotermal deliklerde, kükürde dayanıklı sıcak su kaynaklarında ve Porto Riko nun okyanus yüzeyinden 8000 m altındaki hiçbir güneş ışığının sızmadığı çukurlarda). Bu yüzden bakterilerin Mars yüzeyinin altındaki donmuş tabakada yaşamaları mümkündür. Son on yılda geçmiş yaşamın karasal jeolojik örneklerini tanımak için 7 ölçüt belirlendi. Bunlar: 1) Örneklerin jeolojik durumu geçmiş yaşamla uyumlu mu? 2) Örneğin yaşı ile bulunduğu yer olası yaşam ile uyumlu mu? 3) Örnek, hücre ve koloni kanıtları içeriyor mu? 4) Biyo-mineral kanıtı var mı? 5) Biyolojiye özgü izotop modelleri kanıtı var mı? 6) Mevcut herhangi bir organik biyo-işaretçi var mı? 7) Örneğe ait herhangi bir özellik var mı? Jeolojik bir örnekte geçmiş yaşamın kabul edilebilmesi için temel olarak bu kriterlerin çoğu ya da hepsi karşılanabilir olmalıdır. Şimdiye kadar Mars örneği için bu 7 kural karşılanamadı ama çalışmalar devam ediyor. Mars la ilgili diğer keşiflerin tarih cetveli Görev Tarih Buluş 2000 Gezegenin çekirdeğine yakın su birikintisi kanıtı 2003 Atmosferde metan. Bilim insanları temsili Mars toprağında bakterilerin gelişimini test eden modeller geliştirir. Gezgin Fırsatı 2004 Eski Mars suyu olan bir gezegendi. Avrupa Uzay Ajansı 2005 Buzullar Mars ın kuzey kutbu yanındaydı. Mars Express kâşifi 2005 Formaldehit izine rastlandı. Küresel Mars Araştırmacısı 2006 Önerilen su Mars ta nadiren akar. Gezgin Ruhu 2007 Zengin topraklar keşfedildi.
8 Phoenix Mars uzay aracı 2008 Yüzeye yakın donmuş su varlığı keşfedildi. Merak 2012 Bilim insanları Mars taki hidrojen ve metan düzeylerini ölçüp rapor ettiler. Gelecek Görevler Mangalayaan 2013 Mars atmosferinin araştırılması MAVEN 2013 Mars ın iklim geçmişinin keşfedilmesi Insight 2016 Mars ın iç yapısının araştırılması ExoMars 2016 Atmosferdeki küçük miktardaki gaz karışımlarının tespiti & uzay aracı yollanması ExoMars 2018 Mars gezgini
9 S.E.T.I. İkinci Makale Dünya Dışı Akıllı Yaşam Araştırması 1930 lu yıllarda astronotlar uzayda bazı cisimlerin radyo dalgaları yaydığını keşfetmeleri özel alıcılar üzerinde çalışmaya başlamalarına sebep oldu. Bu radyo-teleskoplar ın evren hakkındaki bilgimize olağanüstü katkısı oldu, örneğin quasarlar (oldukça parlak ve uzakta, galaksiden küçük fakat daha parlak) ve pulsarlar (çok küçük, hızlı titreşen yıldız). Radyo dalgalarıyla görünür ışık dalgalarından daha büyük mesafeler çalışılmıştır ve evrenin en uzak bölgeleri hakkında bildiğimiz nerdeyse her şey radyo astronomisinden ileri gelmektedir. En büyük radyo teleskopu oldukça hassastır. Örneğin, Porto Riko Arecibo daki radio teleskopu sadece ¹ 1x10 4 W luk (milyonun milyonda biri kadar) güçle sinyalleri alabilmektedir. Astronotların aklına bu gibi teleskopların tıpkı radyo ve televizyon yayınlarımıza benzer şekilde zayıf sinyalleri yakalayabildiği gelmiştir ve bu sinyaller akıllı yaşam formlarının yaşadığı uzak gezegenlerden yayılıyor. Nikola Tesla daha 1895 yılında radyonun dünya dışı yaşamla bağlantı kurmak için kullanılabileceğini önermişti. 1899 da, Tesla teli kullanarak atmosfer elektriğini araştırırken tekrar eden sinyaller gözlemledi. Bu sinyaller kaydedilen fırtına ve yeryüzü sesinden ciddi manada farklıydı ve Tesla bunları doğada dünya dışı olmak diye yorumladı. 1960 ta Cornell Üniversitesinden astronot Frank Drake, Ozma Projesi adını verdiği ilk modern deneyini gerçekleştirdi ve Tau Ceti ile Epsilon Eridani adı verilen iki yakın yıldızın radyo dalgalarını gözlemledi. Fakat yapay radyo dalgası olarak kayda değer herhangi bir şey keşfedemedi. İlginç bir şekilde araştırmanın yapıldığı sırada yıldızların yörüngesindeki gezegenlerde uzaylı yaratıklar 30 yıldır radyo dalgalarını, 15 yıldır da televizyon dalgalarını takip ediyor olabilirlerdi. Bu başarısızlık bilim adamlarını vazgeçirmedi. 1961 de Batı Virginia daki Green Bank Gözlemevinde bir konferans gerçekleştirildi. Katılan uzmanlar teorik olarak Galaksideki teknoloji açısından gelişmiş medeniyet sayısını ortaya koyan bir denklem üzerinde çalıştılar. Eğer yaşamın güneş sistemlerinde büyük ihtimalle bizimki gibi evrildiğini düşünürsek en güvenli durumdayız. Yıldızlar, Güneş gibi G-tipi cüce yıldız sınıfından olması gerekir. Koşulların düzgün olduğu gezegenlerin Dünya gibi olması gerekir, çok sıcak ya da soğuk değil, çok büyük ya da çok küçük değil ve büyük su miktarına sahip bir atmosferi olan. Galakside Güneşe benzeyen en az 8 milyar yıldız var. Green Bank denklemi aşağıda verilmiştir: N: belirleyebileceğimiz gelişmiş medeniyet sayısı R: galaksideki yaşam oluşumuna müsait yıldız sayısı f p : yörüngesinde gezegen bulunduranların kesri n e : yıldıza doğru mesafede bulunan gezegen sayısı f e : yaşamın olduğu gezegenlerin kesri N = R f p n e f e f i f c T
10 f i : akıllı yaşamın evrildiği gezegenlerin kesri f c : diğerleriyle irtibat kurmaya çalışan medeniyetlerin kesri T: yıldızlararası iletişimi araştırmaya harcanan yıl Tabii ki kimse diğer yıldızların gezegen sistemi olup olmadığını, bilim insanlarının Güneş benzeri yıldızların etrafında gezegenlerin varlığına dair kanıtlar bulduğu 1995 yılına kadar kesin olarak bilmiyordu. O zamandan beri bazı gezegenler keşfedildi. Green Bank Konferansı dünya dışı akıllı yaşamın araştırılmasını güdüledi ve S.E.T.I. (Dünya Dışı Akıllı Yaşam Araştırması) adıyla bilinen program altında çeşitli projeler başlatıldı. SETI Evde (SETI@home) 1999 yılında hazırlanan, gönüllü dağıtılmış bir bilgi işlem projesidir. Yazılımı indiren herkesin dâhil olabileceği ve arka planda çalışmaya izin veren bir bilgisayar programıdır. 2009 Haziran ayı itibariyle SETI@home projesi 290,000 in üzerinde bilgisayarla 180,000 aktif gönüllü katılımcıya sahiptir. Dünyanın her yerinden astronotlar uzay mesajları nı keşfedebilme umuduyla radyo dalgalarını takip ediyor. Amerika daki bilim insanları aynı anda 8 milyon kanalı takip edebilen alıcılar geliştirdi. 1974 te Porto Riko Arecibo daki radyo teleskopu M13 adlı yıldız kümesine şifreli mesaj verdi. Eğer sinyal akıllı yaşam formlarından alındıysa 50,000 yıl içinde cevap alacağımızı bekleyebiliriz.
11 Solucan Deliklerini Keşfetmek Gelecekte uzaktaki yıldızlara nasıl seyahat ederiz? Yıldızlar arası yolculuk Üçüncü Makale Tarih boyunca Tanımlanamayan Uçan Cisimlerin (UFOlar) görüldüğüne dair haberler yer almıştır. UFO lara olan modern yoğun ilgi Kenneth Arnold adlı bir pilotun Amerika nın Washington eyaletinde Rocky Dağları üzerinde uçan pırıl pırıl diskler olduğunu rapor etmesiyle 1947 de başlar. Pilot gördüklerini su üzerinden seken fincan tabağı şeklinde tarif eder ve uçan fincan tabağı tabiri halkın hayal gücünde çabucak yer edinir. O zamandan sonra bütün dünyada binlerce kez görülür. Bunların çoğuna makul açıklamalar getirilir fakat %23 üne tatmin edici açıklama bulunamaz. Çoğu bilim insanı UFO lar hakkında kuşkuludur. Profesör Stephen Hawking e Dünya nın uzaylılar tarafından ziyaret edildiğini düşünüp düşünmediği sorulduğunda, Edildiğimizi düşünmüyorum, böyle bir ziyaret olsaydı bunu muhakkak bilirdik ve muhtemelen tatsız olurdu. Uzaylıların kendilerini sadece birkaç acayip insana göstermesinin nasıl bir anlamı olabilir? cevabını vermiştir. Diğerleri bir yerden diğerine yapılan uzun mesafeli yolculukların zorlu problemlerini işaret ediyor. Bu meseleyi incelemenin bir yolu durumu tersten düşünmek: İnsanlar yakındaki bir yıldızın yörüngesinde keşfedilen bir gezegeni ziyaret etmek istiyor. Proxima Centauri adlı en yakın yıldız 4.3 ışık yılı uzaklıkta 1. Kimyasal yakıtla doldurulan roketler oraya 200,000 yılda ulaşabilir ve gerekli olan yakıt miktarı inanılmaz fazladır Eğer yıldızlara seyahat etmek istersek üç seçeneğimiz var: 1. Uzay Gemisi 2. Yıldızlar arası foton roketi 3. Solucan Delikleri
12 1. Uzay Gemisi Dünyadan en yakın yıldıza uzaklık çok büyük olduğu için birçok bilim insanı bu seyahatin birkaç bin yıldan daha kısa sürmeyeceğini düşünüyor. Bunu yapabilmenin tek yolu Nuh un Gemisinin uzay versiyonunu yapmak. Tahmin edilen yıldızlar arası gemi seyahati gerçekleştirmek için planlanan bir tür uzay aracıdır. Bahsedilen gemiler bu denli mesafeleri alabilmek için en ekonomik ve makul yöntemdir. İnsanların tamamen müstakil bir ortamda yaşayıp yaşayamayacaklarını görmek için 1980 lerin sonlarında bir deney yapıldı. Biyosfer (Şekil 1 de) bitki ve hayvanlarla dolu devasa bir yapıdır. Sekiz bilim insanı iki yıl boyunca içeride tutuldu. Burası hava geçirmeyen bir yerdi. Böyle bir yer oluşturmanın amacı çok uzun uzay yolculuklarında her şeyin geri dönüşümden geçtiği, tüm yiyeceklerin içeride yetiştirildiği bir yapının var olup olamayacağını görmekti. Deney kısmen başarılı oldu, belki gelecekte bunu inşa etmek mümkün olabilir. Bir yıldıza yolculuk yaparken bindiğiniz uzay aracı bir şehir büyüklüğünde ve binlerce insanı taşıyabilecek kapasitede olmalı. Bu uzay aracı içindeki insanlar için devasa nükleer reaktörler taşıyabilmeli ve burası yıldıza ulaşana kadar insanların, hayvanların ve onların nesillerinin yüzlerce yıl evi olmalı. Şekil 1 Yıldıza yolculuk yapan yukarda anlatıldığı gibi bir nesil gemisi yerine yolcuların dondurularak saklandığı bir uyuyan gemi de olabilir. Günümüzde dondurularak saklama ve soğuk uyku nun diğer şekilleri on yıllar ve daha fazla süre -şu anda bu süreci tersine döndürmek mümkün değilteorik olarak mümkün. 2. Yıldızlar arası foton roketi Maalesef uzaydaki uzun yolculuklar için kimyasal yakıt kullanan roketler yetersiz kalıyor. Kimyasal gazlar salmak yerine ışık demetiyle çalışan bir araç yapmaya çalışan birçok araştırma yapılıyor. Üretilen itme gücü çok düşük olacak fakat yine de yıllar geçtikçe ışık hızına ulaşabilecek yeterliliğe sahip olacak. 1 Işık yılı bir uzunluk birimidir. Işığın bir yılda alabildiği yoldur. Işık saniyede 300,000 km hızla hareket eder. Yani bir yılda 10 trilyon km gidebilir. Net olarak, bir ışık yılı 9,500,000,000,000 kilometreye eşittir.
13 Böyle bir araç 10 km uzunluğunda ve 300-500 kişilik bir ekibe sahip olmalıdır. Enerji nükleer reaktörlerden temin edilmelidir. Bu denli bir teknolojiyi geliştirmeye ve çalışır vaziyete getirmeye başlamaya yakın dahi olmasak da böyle bir araç teorik olarak mümkündür. 3.Solucan Delikleri Bir bilim insanı ve bilim kurgu yazarı yıldızlar arası yolculuğun çok kısa sürede mümkün olduğu bir hikâye yazmak istedi. Bu kişi bunun teorik olarak mümkün olup olmadığıyla ilgili olarak Kip Thorne adlı bir fizikçiye başvurdu. Thorne en sonunda solucan deliği olarak bilinen Einstein-Rosen Köprüsü ile bu yazarı karşılaşmıştır. Bu aynı evrenin iki kısmı arasında Kara Delikle bağlantılı bir geçit. Fiziğe göre solucan deliklerinin var olduğu fikri tamamen imkânsız değil fakat egzotik madde denilen bir şeyden yapılmış olmalılar. Bu madde tuhaf özelliklere sahip çok ilginç parçacıklardan oluşmuştur. Böyle egzotik bir madde var olabilir fakat henüz bulmadık. Ayrıca solucan deliklerinin neye benzediğini de bilmiyoruz. Eğer solucan delikleri varsa, yıldızlara yolculuk daha kolay olacak, bunun yanında zamanda yolculuk da mümkün hale gelecek.
14 Not: SETI hakkındaki bu iki yazıyı buldum. Belirli bir zaman öncesine ait oldukları için sadece bazı tartışmalı ifadeleri içermediğini düşünüyorum ama iki ünlü bilim insanı arasındaki müzakereyi iyi sunuyor. Özetleyebilir, en etkileyici ifadeleri seçebilir ve bunlara karşı -argümanlar üretebilirsiniz. Bu dergi makalesinin size yardım edeceğini düşünüyorum. Birinci Makale Dünya Dışı Akıllı Yaşam Araştırmasının (SETI) Gözden Geçirilmesi Ernst Mayr 2, Emekli Zooloji Profesörü, Harvard Üniversitesi, U.S.A. Evrenin başka bir yerinde yaşamın varlığı nasıl mümkün olabilir? SETI projesiyle ilgili en kuşkulu insanlar dahi bu soruya ılımlı cevap verecektirler. Aminoasitler ve nükleik asitler gibi yaşamın kökeni için gerekli moleküller diğer büyük moleküllerle birlikte evren tozunda tespit edildiler ve bu evrenin bir başka yerinde yaşamın oluşabilmesini mümkün kılmaktadır! Yaşamın kökeniyle ilgili bazı modern senaryolar daha basit moleküllerle-bağımsız bir yaşamın başlangıcını daha mümkün kılan- bile gerçekleşebilir. Hâlbuki böyle bağımsız bir yaşamın kökeni muhtemelen tamamen Dünya daki hayattan farklı yaşayan bir varlık olarak kendini gösterecektir. Böyle bir yaşam nerede bulunabilir? Belli ki sadece gezegenlerdedir. Şimdiye kadar sadece bizim Güneş Sistemimizdeki gezegenleri bilsek de, tüm galaksilerde milyonlarca değil milyarlarca gezegen olduğuna dair şüphe etmek için bir neden yok. Örneğin tahmin edilebilecek en kesin rakam kendi galaksimiz için olanıdır. Yaşamın kökeni için ne kadar gezegen uygun olur? var: Bir gezegende yaşamın başlayıp, devam edebilmesi için açık olarak epeyce sıkı kısıtlamalar Ortalama ve uygun bir sıcaklık olmalı, Mevsim geçişleri çok sert olmamalı, Gezegen kendi güneşinden ideal uzaklıkta olmalı, Yer çekimi atmosferi tutabilecek kütleye sahip olmalı, Gezegen atmosferi yaşamın ilk dönemini destekleyecek kimyasal bileşime sahip olmalı, 2 Ernst Mayr 2005 yılında aramızdan ayrılmıştır.
15 Atmosfer ultraviyole ve diğer zararlı ışınlara karşı yeni yaşamı koruyabilecek gerekli uygunluğu sağlamalıdır. Ancak böyle bir gezegen yaşamın oluşumu ve devamı için elverişli olur. Güneş Sistemimizin gezegenlerinden biri bu faktörlerin doğru bileşimine sahiptir! Bu tabii ki şans işi? Diğer güneş sistemlerindeki gezegenlerin kaçı çevresel faktörlerin böyle eşit ve uygun kombinasyonuna sahip? 10 da biri, 100 de biri ya da 1.000.000 da biri mi? İyimser davranarak hangi rakamı seçerdiniz? Tek bir örnekten sonuca ulaşmak her zaman zordur. Hâlbuki bu sayı, SETI projeleri tarafından ulaşılabilen sınırlı sayıda gezegenle ilgilenirken biraz daha önemli olacaktır. Yaşamın başladığı gezegenlerin yüzde kaçında akıllı yaşam oluşturur? Dünya da hayat 3,8 milyar yıl önce başladı fakat yüksek zekâ yarım milyon yıl öncesine kadar gelişmedi. Eğer Dünya bu 3,8 milyar yıl boyunca bir süreliğine çok fazla ısıtılmış ya da soğutulmuş olsaydı, zekâ hiçbir zaman ortaya çıkmazdı. İlk 2 milyar yılda dünyada sadece hücre çekirdeği içermeyen ilkel bakteriler yaşamıştır. Hücre çekirdeği olan ilk bakteri yaklaşık 1,8 milyar yıl önce görülmüştür. Mantarlar, bitkiler ve hayvanlar bu hücrelerden gelişmiştir. Milyonlarca mantar ve bitkilerin hiçbiri zekâya sahip değillerdi. Hayvanlar 60 ila 80 soy (filum) arasında çeşitlenmişlerdir. Hayvanların sadece bir türü, omurgalılar zekâya sahiptirler. Omurgalılar içerisinde sadece memeliler yüksek zekâya sahiptirler. İnsan benzeri yaratıklarda, hominidler de, beynin evrimi 3 milyon yıldan daha az bir süre önce başlamıştır ve Homo sapiens - modern insan - yaklaşık 300.000 yıl önce ortaya çıkmıştır. Bu derece yoğun evrimleşme, yüksek zekâya sahip olan türlerin yaşama şansının olanaksız olduğunu gösteriyor. Neden yüksek zekâ bu kadar nadirdir? Doğal seleksiyon için elverişli adaptasyonlar zamandan bağımsız evrim kökenlidir. Yüksek zekâ sadece bir kere, insanlarda, süreçler içinde ortaya çıkmıştır. Bu nadirlik için sadece iki neden düşünebiliyorum. Birincisi, beklediğimizin tersine yüksek zekânın tüm doğal seleksiyonlara elverişli olmadığıdır. Aslında, canlıların diğer tüm çeşitleri, milyonlarca tür, yüksek zekâya sahip olmadan iyi geçinmektedirler. Diğer bir neden ise edinimi olağanüstü zor olduğu için olabilir. Belli bir zekâ seviyesi sadece sıcakkanlı canlılarda (kuşlar ve memeliler) bulunur. Bu yüzden beynin oldukça yüksek enerji gereksinimi şaşırtıcı değildir. Fakat yine de 'yüksek zekâ' ile bir miktar zekâ arasında büyük bir fark vardır. İnsan soyu yaklaşık 5 milyon yıl önce şempanze soyundan ayrılmış, fakat modern insanın büyük zekâsı 300.000 yıl önce edinilmiştir. Bir bilim insanının söylediği gibi (Stanley, 1992), annelerin bebeklerini taşıyabilmeleri için kollarını kullanmaları ağaç yaşamından tamamen kurtulmayı gerektirir. Böylece yüksek zekaya olanak sağlayan büyük bir beyin, homonidlerin
16 sadece %6 dan azında gelişmiştir. Öyle görünüyor ki yüksek zekâ edinimi için elverişli şartlar nadir ve karmaşık bir kombinasyonunu gerektirir (Mayr, 1994). Uygarlık için ne kadar zekâ gereklidir? Belirtildiği gibi zekânın ön bilgisi zaten kuşlarda (kuzgunlar, papağan) ve hominid olmayan memelilerde (etobur, yunuslar, maymun, maymunlar) bulunmaktadır. Fakat bu zekâ örneklerinin hiçbiri uygarlık kurmak için yeterli değildir. Her uygarlık uzaya sinyaller gönderip alabilir mi? Bunun cevabı kesin değildir. Dünyada birçok hayvan grubu koku alma ya da diğer kimyasal uyarıcılara duyarlılardır ve elektronik sinyallere tepki vermezler. Bitki ve mantarlar da elektronik sinyalleri alamazlar. Bazı gezegenlerde daha gelişmiş organizmalar olsaydı bile bizimle aynı duyu organlarına sahip olmaları olanaksız olurdu. Bir uygarlık ne kadar süre sinyal alabilmektedir? Her medeniyet kısa vadelidir. Bu konunun önemini vurgulamak için kısa bir fabl anlatacağım. Bizim galaksimizdeki başka bir gezegende çok zeki varlıkların olduğunu farz edelim. Milyar yıl önce astronotlar dünyayı keşfetti ve bu gezegenin zekânın oluşması için uygun koşullara sahip olduğuna karar verdiler. Bunu test etmek için dünyaya bir milyar yıl boyunca cevap almadan sinyal gönderdiler. Son olarak 1800 yılında (miladi), astronotlar, sadece bir diğer 100 yıl boyunca sinyal gönderme kararı verdiler.1900 yılına kadar hiçbir cevap alınamadı, bu yüzden dünya üzerinde akıllı yaşam olmadığı sonucuna vardılar. Bu gösteriyor ki, kısa süreli açık pencere nedeniyle evrende binlerce uygarlık olsa bile başarılı bir iletişimin ihtimali oldukça zayıftır. SETI sistemlerinin aralığı sınırlı olduğu ve galaksimizin bir kısmına ulaştığı unutulmamalıdır. Aslında evrendeki sonsuz sayıda galaksi gerçeği SET projelerinin gösterdiği kadarıyla önemsizdir. Sonuçlar: Astronomik boyutların olanaksızlığı Bu değerlendirmelerden ne çıkarmamız lazım? SETI nin başarılı olabilmesi için gereken 8 maddeden en az 6 tanesi olanaksız. Birisi kendi içinde bu altı olanaksızı çarparsa astronomik boyutlarda bir olanaksızlık ortaya çıkıyor. Buna rağmen SETI nin neden hala destekçileri var? Birisi bunların eğitim durumuna bakarsa neredeyse tamamının astronot, fizikçi ve mühendis olduğunu görecektir. SETİ nin başarılı olabilmesi için önemli olanın fizik kuralları ya da mühendislik kapasitesinin olmadığı ama ihtiyaç olunanın biyolojik ve sosyolojik faktörler olduğundan haberleri yok. Bu gayet açık olan durum, tamamen olası başarılı SETI projelerinden hesaplanmıştır. Referanslar Mayr, E. (1992) Lohnt sich die Suche nach extra terrestrischer Intelligenz, Naturwissenschaftliche Rundschau (Is it worthwhile to search for extraterrestrial intelligence?), 45 (7) pp 264-266 Mayr, E (1994) Does it pay to acquire high intelligence? Papers in Biology and medicine, pp 150-154 Stanley, S. (1992) An ecological theory for the origin of Homo, Paleobiology, 18, pp 237-257
17 İkinci Makale Dünya Dışı Akıllı Yaşam Araştırmasını Savunurken: Yaşam olan gezegenlerin çokluğu Carl Sagan 3, Cornell Üniversitesi, U.S.A. Dikkat çekici araştırma ve buluşların olduğu bir çağda yaşıyoruz. Güneş etrafındaki güneş benzeri yıldızların tamamının yarısı 4,6 milyar yıl önce gezegenlerimizin oluştuğu zamanki gibi gaz ve toz daireleriyle çevrilidir. Dünya ve uzay temelli çeşitli teknikler bilim insanlarının diğer yıldızların etrafında değişik gezegenler keşfetmelerini sağladı. Çok kısa bir zaman önce dünyaya benzer bir gezegen bulundu. Kütlesel olarak dünyaya benzer başka bir gezegen bulduğunda, tabii ki de Venüs ü göz önünde bulundurursak - bu kara parçası aynı dünya gibi anlamına gelmiyor. Ama dünyanın avantajlı durumlarından yola çıkarak bu soruyu cevaplamak için birçok yol var. Okyanuslarla birbirini tutan yeterli miktarda suyun varlığının işaretine bakabiliriz. Gezegenin atmosferindeki oksijene ve ozona bakabiliriz. Metan gibi molekülleri araştırabiliriz. En iyi tahminler gösteriyor ki güneş benzeri yıldızların yörüngesinde bir ya da iki tane mavi dünya var (mavi dünyadan kast edilen, okyanusları olan dünyalar). Güneşe benzeyen bu yıldızların sayısını göz önüne alacak olursak, Samanyolu boyunca çok sayıda dağılmış gezegen var demektir. Yerleşim olan bir dünyada zekânın gelişmesi gerekir mi? Biz Ay ın krater oluşumlarından biliyoruz ki, geri dönen Apollo örneklerinde ölçülmüş olarak, Dünya 4 milyar yıl öncesine kadar büyük, küçük nesnelerin müthiş biçimde bombardımanı altındaydı. Bu vurgun tüm atmosferi ve okyanusları uzaya itecek kadar şiddetli idi. Önceleri dünyanın tüm kabuğu bir magma okyanusuydu. Açıkçası, bu yaşamın oluşabileceği bir toprak değildir! Kısa bir süreden sonra, 3.8 milyar yıl önce, bazı erken organizmalar ortaya çıktı (fosil kalıntılarına göre). Büyük olasılıkla yaşamın başlangıcı bu zamandan biraz öncesinde bir zamanda oldu. Koşullar elverişli olur olmaz gezegenimizdeki yaşam inanılmaz hızlı bir şekilde başladı. Bana öyle görünüyor ki, şartlar müsait olur olmaz yaşamın başlaması yüksek bir olasılıktı ve ortaya çıkıverdi! Zekânın evirilmesini benzer bir analiz ortaya koyabilir mi? Ve işte yaşam için filizlenen bir gezegen, içtenlikle değişen bir çevre, 2 milyar yıl önce oluşan bir oksijen atmosferi, şık bir çeşitlenmeye doğru gidiyor ve hemen hemen 4 milyar yıl daha önünde kurallı bir medeniyet olmasına zaman olan. 3 Carl Sagan 1996 yılında aramızdan ayrılmıştır.
18 Bu gibi tartışmaların ilk zamanlarında, yazarlar insana benzer bir şey oluşturmak için önlerinde alışılmadık çok fazla adım olduğunu anladılar, böylesi titiz bir kopyanın başka bir gezegende olma şansı sıfırdı. Bu yüzden dünya dışı bir aklın şansı sıfırdır. Ama dünya dışındaki bir zekâ ile ilgili konuştuğumuzda, biz insanlar ya da insanımsılar hakkında konuşmuyoruz - Star Trek e rağmen. Biz fonksiyonel olarak insana eşdeğer olanlardan konuşuyoruz, radyo teleskopunu oluşturan ve çalıştırabilen. Onlar karada, denizde veya havada yaşayabilirler. Onlar hayallerin ötesinde kimyaya, şekillere, bedenlere, renklere, uzantılara ve düşüncelere sahiplerdir. Biz insanların Dünya dışı varlıkların evrimini özellikle takip etmemize ihtiyacımız yok. Onlar birçok evrimleşme yollarına sahip olabilirler ve bu yolların toplamı azımsanmayacak kadar olabilir. Evrim faydacı bir süreçtir, önceden tahmin edilen değil. Gelecekte bir kaç milyar yılda akıllı yaşam planlanmış değil. Evrim kısa süreli olasılıklara cevap verir. Eşit olan diğer canlıların aptal olmaktan çok akıllı olması daha iyidir ve bu zekâya yönelik büyük bir eğimlimin olduğu fosil kayıtlarından anlaşılabilmektedir. Bazı dünyalarda bu akıl için seçim baskısı yüksek olabilir bazılarında ise düşük. Eğer biz istatistiklerden bir tanesini düşünecek olursak, kendi durumumuzu, gezegen oluşumunun başlangıcından kurallı medeniyetin oluşumuna kadar 4,6 milyar yıl geçtiğini ele alırsak, daha sonra ne gelecek? Biz diğer dünyalardaki medeniyetleşmeyi benzer adımlarla gerçekleşmesini bekleyemeyiz. Bazıları teknik anlayışa daha hızlı ulaşır, bazıları daha yavaş bazıları da asla. Ama Samanyolu galaksisi neredeyse 10 milyar yıl yaşlı 2. ve 3. nesil yıldızlarla (ağır elementlere sahip) dolu. Hadi iki eğri düşünelim. Birincisi teknik olarak aklın evrimini gösteren zaman çizelgesi olsun. Çok yavaş başlıyor, bir kaç milyar yılda kayda değer bir değere ulaşıyor, 5 milyar yılda %50, 10 miyar yılda %100 e yaklaşabiliyor. İkinci eğri güneşe benzer yıldızların yaşları, bazıları çok genç, bazıları hemen hemen yeni doğmuş, bazıları ise güneş kadar yaşlı, bazıları ise 10 milyar yıl yaşlı. Biz bu iki eğriyi bir araya koyarsak değişik yaşlardaki yıldızların gezegenlerinde değişik medeniyetleşmeyi bulabiliriz, çok genç olanlarında pek değil ama daha yaşlı olanlarında daha fazla. Durum büyük ihtimal şu ki, bizimkinden daha üstün medeniyetin olduğu bir tanesini duyabiliriz. Bu medeniyetlerde 10 milyarlık ya da daha yaşlı türler olabilir. Türlerin evrimleşmesi için geçen zaman çok fazla, muhtemelen uzayda kendisine eş olamayacak kadar bir zekâda bu türlerin üyeleri vardır. Medeniyetlerin SETİ için teknolojiyi geliştirmesi gerekir mi? Medeniyetleri ya da şairleri ya da James Clerk Maxwell in denklemine hiç rastlamamış tunç devri savaşçılarını hayal etmek mümkün ve bilimin radyo alıcılarını icat etmeye ihtiyacı var. Ama bunlar doğal seçilimle ortadan kaldırıldı. Dünya asteroitlerle ve kuyruklu yıldızlarla çevrilidir. Bazen bunlardan büyük bir tanesi gezegene çarpıp ciddi zararlar verebiliyor. 65 milyon yıl önce böyle bir olayın dinozorları ve onunla birlikte çoğu türün neslinin tükenmesine sebep olduğuna dair ciddi kanıtlar var. Buna benzer yıkıcı bir etkinin bir daha olma olasılığı var. Dünya ya yakın cisimleri kaydetmek ve izlemek için daha ayrıntılı araçlara ihtiyacımız olduğu gibi aynı zamanda onları durdurmaya ve yok etmeye yarayan araçlara da ihtiyacımız olduğu kesindir. Dünya da ya da başka bir gezegende uzun süre yaşayan bir medeniyet bu tehlikeyi kavramak zorunda. Bizimkinden başka güneş sistemleri de gezegenleri yok edebilecek asteroit ve kuyruklu yıldızlara sahipler.
19 Radarlara ve radyo teleskoplara, Dünya ya yakın cisimlerin Dünya ile çarpışma rotasını belirlemek için ihtiyaç duyulur. Benzer şekilde uzun yaşayan medeniyetlerin buna benzer teknolojiyi geliştirmeleri gerekir. Gelişmiş radyo teleskoplarda biz uzaylı istihbaratından mesaj alma ve onlara mesaj yollama özelliklerini geliştirdik. İnsanoğlunun zekâya sahip olduğu için biricik olduğu düşüncesi çok eski ve kökleşmiştir. Dünya da en az bizim kadar ya da bizden daha zeki birçok türün olduğu düşüncesi insanları şoke ediyor. Gerçekten bu sadece kendini beğenmişliktir. Biz Dünya dışında zekâ olup olmadığını bilmiyoruz ama gelin geliştirdiğimiz araştırmaları, deneyleri, gözlemleri bunun cevabını bulmak için kullanalım.