NASA'nın SETI raporu (Philip Morrison, 1977): dünya dışı zekâ aramasının temelleri

The Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) (Dünya Dışı Zekâ Araştırması), NASA'nın 1977'de "SP-419" numarasıyla yayımladığı bir rapordur. Editörleri MIT'den fizikçi Philip Morrison ile NASA Ames Araştırma Merkezi'nden John Billingham ve John Wolfe'tur. Rapor, Ames'in yürüttüğü bir fizibilite çalışması kapsamında Morrison başkanlığında toplanan "Yıldızlararası İletişim Bilim Çalıştayları"nın bulgularını derler. Çalıştay üyeleri arasında Frank Drake, Carl Sagan, Bernard Oliver, Charles Townes ve Joshua Lederberg gibi isimler vardır. Rapor, NASA'nın Teknik Raporlar Sunucusu'nda (NTRS) ücretsiz okunabilir.

Kitap ne anlatıyor?

Raporun sorusu, önsözü yazan Notre Dame Üniversitesi rektörü Theodore Hesburgh'un da altını çizdiği eski sorudur: Evrende yalnız mıyız? Ama rapor bu soruyu felsefi değil, pratik bir soru olarak ele alır. Başka bir uygarlık varsa ve radyo dalgaları yayıyorsa, bugünkü teknolojiyle onu duyabilir miyiz? Duyabileceksek nasıl, nerede ve ne kadar emekle?

Rapor üç kısımdan oluşur. Birinci kısım çalıştayın ortak görüşüdür: bir giriş, SETI'nin olası etkileri üzerine bir değerlendirme ve dört sonuç. İkinci kısım, tartışmaların en önemli altı başlığını "söyleşi" (colloquy) adı verilen makalelerde ayrıntılandırır: kozmik evrim, kültürel evrim, başka gezegen sistemlerinin keşfi, tercih edilecek frekans bandı, arama stratejileri ve SETI'nin bilime katkısı. Üçüncü kısım, iletişimin alternatif yollarından radyo girişimine, yıldız sayımından uzay ve yer tabanlı antenlerin karşılaştırmasına uzanan teknik belgeleri toplar. İkinci ve üçüncü kısımdaki yazılar kendi yazarlarının imzasını ve görüşünü taşır.

Raporun bilinçli bir tercihi adındadır: Amaç mesaj göndermek değil, dinlemektir. Rapor bu yüzden "dünya dışı zekâyla iletişim" (CETI) yerine "dünya dışı zekâ araştırması" (SETI) adını seçtiğini açıklar ve gökyüzüne kasıtlı sinyal göndermeyi önermez; gönderimin ancak bir sinyal alınırsa ya da uzun bir dinleme sonuçsuz kalırsa düşünülmesi gerektiğini söyler.

Kitabın özeti

Bu bölüm kitabın sonunu da anlatır. Rapor bir bilim kitabı olduğu için özeti ana fikirlere göre veriyoruz.

Giriş: Neden şimdi? Galakside yaşayan her insan başına yüz milyar yıldız düşer, ama bilinen tek yaşamlı gezegen Dünya'dır. Rapor, yakınsak evrim örneklerinden yola çıkarak başka gezegenlerde de doğal seçilimin teknoloji kuran varlıklar üretmiş olabileceğini, bunun da deneyle sınanabilir bir hipotez olduğunu savunur. İnsanlık birkaç on yıldır, isteyerek olmasa da, yıldızlar arasında fark edilebilecek radyo yayınları yapan bir uygarlıktır; aynı şey başkaları için de geçerli olabilir.

Etkisi. Arama başarısız olsa bile teknoloji ve bilgi kazanılacaktır. Başarılı olursa, en azından bir uygarlığın kendini yok etmeden ileri teknolojiyle yaşayabildiği öğrenilecektir. Rapor, ilk "sinyal bulundu" duyurularının yanlış çıkabileceğini, bunun daha önce de yaşandığını hatırlatır ve şüpheci bir tutumla doğrulamanın önemini vurgular. Gelecek bir mesaja yanıt verme zorunluluğu olmadığını da not eder.

Birinci sonuç: Ciddi bir aramanın hem zamanı gelmiştir hem de yapılabilir. Gezegen sistemlerinin yaygın olabileceğine ve yaşamın uygun gezegenlerde kolayca başlayabileceğine dair bilimsel görüş değişmiştir. Elektromanyetik dalgalar, özellikle de doğal gürültünün en az olduğu mikrodalga penceresi, yıldızlar arası iletişim için en uygun ortamdır. Arecibo radyo teleskobu, kendisine benzer bir vericiyi binlerce ışık yılı öteden algılayabilir.

İkinci sonuç: Anlamlı bir arama mütevazı kaynaklarla yapılabilir. Yeni dev antenlere gerek yoktur; var olan radyo teleskoplarına, anlık bant genişliğini en az bir milyon kanala bölen hızlı spektrum çözümleyicileri eklemek yeter. Rapor iki yollu bir strateji önerir: yakın F, G ve K türü yıldızların hassas hedefli taraması ve bütün gökyüzünün geniş bir frekans aralığında taranması. Bu aramalar beş yıl kadar sürecektir. Ayrıca "su çukuru" bandının radyo girişimine karşı korunması, yakın yıldızların çevresinde gezegen aranması ve hedef yıldız kataloglarının genişletilmesi önerilir.

Üçüncü sonuç: Gerekirse büyük sistemler yapılabilir. Dev anten dizileri teknik olarak mümkündür ama şimdilik önerilmez; uzay tabanlı antenler de ayrıca incelenmelidir.

Dördüncü sonuç: SETI doğası gereği uluslararasıdır. Sovyetler Birliği'yle ortak çalışma dahil işbirliği gerekir ve ABD öncülük edebilir. Morrison önsözde çalıştayın vardığı yargıyı tek cümleyle özetler: SETI programı hemen başlatılmalıdır.

Yazarlar ve yazıldığı dönem

Philip Morrison (1915-2005) MIT'de fizik profesörüydü. II. Dünya Savaşı'nda Manhattan Projesi'nde çalıştı, savaştan sonra nükleer silahların yayılmasına karşı çıkan bilim insanlarından biri oldu ve araştırmalarını astrofiziğe kaydırdı. SETI tarihindeki asıl yeri, 1959'da Giuseppe Cocconi ile birlikte yazdığı makaledir: Bu makale, yıldızlar arası sinyallerin mikrodalga bandında aranabileceğini ilk kez öne sürdü, frekanslar ve ilk hedefler önerdi. Ertesi yıl Frank Drake, Proje Ozma'yla ilk modern SETI gözlemini yaptı. Morrison, 1977 tarihli kısa film "Powers of Ten"ın metnini yazan ve seslendiren kişi olarak da tanınır.

John Billingham (1930-2013) İngiliz bir hekimdi. Kraliyet Hava Kuvvetleri'nde görev yaptıktan sonra NASA'ya katıldı, Mercury, Gemini ve Apollo programlarında çalıştı, ardından Ames'te SETI Program Ofisi'nin başına geçti. 2009'da "NASA'da SETI'nin babası" olarak Ames Onur Listesi'ne alındı.

Rapor 1970'lerin ortasında, iki gelişmenin gölgesinde yazıldı. Birincisi Viking'di: Giriş yazılırken Viking iniş araçları Mars toprağında şaşırtıcı kimyasal tepkimeler ölçüyordu ve bunların biyolojik mi yoksa cansız kökenli mi olduğu henüz bilinmiyordu. İkincisi, 1971'de Bernard Oliver ile Billingham'ın yürüttüğü Cyclops çalışmasıydı. Bu çalışma, her biri 100 metre çaplı 1.000 ile 2.500 arası çanaktan oluşan dev bir dizi tasarlamış ama maliyeti yüzünden rafa kalkmıştı. SP-419, bu deneyimden ders çıkararak daha mütevazı ve aşamalı bir yol önerir.

Kitaptaki bilim

Su çukuru

Raporun en kalıcı fikirlerinden biri, Bernard Oliver'ın yazdığı söyleşide savunulan "su çukuru"dur. Nötr hidrojenin 1420 megahertz'deki (21 santimetre) ışıması ile hidroksil (OH) molekülünün 1662 megahertz'deki (18 santimetre) çizgisi arasında kalan bant, galaksideki radyo gürültüsünün en düşük olduğu bölgelerden biridir. Hidrojen ve hidroksil birleşince su oluştuğu için Oliver 1971'de bu banda "water hole" adını verdi; İngilizcede bu söz, hayvanların su içmek için toplandığı yer anlamına da gelir. Mantık şudur: Su temelli yaşam bu banda bir anlam yükleyebilir ve burası, herkesin dinlemeyi bileceği bir buluşma yeri olabilir. SETI@home dahil birçok arama bu frekanslarda yapıldı. Konunun genel çerçevesi için dünya dışı yaşam arayışı ve Drake denklemi sayfalarımıza bakabilirsiniz.

1977'den bugüne ne değişti?

• Ötegezegenler: Rapor, başka gezegen sistemlerinin bolluğunu SETI'nin olmazsa olmazı sayar, ama yazıldığında Güneş Sistemi dışında bilinen tek bir gezegen yoktu. Rapor, yaklaşık bir metrelik bir uzay teleskobunun yıldız ışığını maskeleyerek dev gezegenleri doğrudan görebileceğini öngörüyordu; bu fikir bugün koronagraf adı verilen aletlerle uygulanıyor. NASA'nın onayladığı ötegezegen sayısı 6.000'i aştı.
• Arama programları: NASA'nın SETI çalışmaları 1978'de Senatör William Proxmire'ın sert eleştirisine uğradı; Kongre 1981'de fonu kesti, 1982'de Carl Sagan'ın Proxmire'ı ikna etmesiyle fon geri geldi. 1992'de başlayan Mikrodalga Gözlem Programı (MOP), raporun önerdiği iki yollu stratejiyi uyguluyordu: tüm gökyüzü taraması ve 800 yakın yıldızın hedefli taraması. Kongre programı bir yıl sonra iptal etti; SETI Enstitüsü 1995'te çalışmayı özel bağışlarla Phoenix Projesi adıyla sürdürdü. 2015'te başlayan Breakthrough Listen ise on yıllık, 100 milyon dolarlık özel bir arama olarak bu çizgiyi büyüttü.
• Sonuç: Yarım yüzyıla yaklaşan aramada doğrulanmış bir yapay sinyal bulunmadı. Raporun yayımlandığı 1977'de Ohio State Üniversitesi'nin radyo teleskobunda yakalanan ünlü "Wow!" sinyali de sonraki aramalarda bir daha görülmedi. Rapor bu ihtimali de düşünmüştü: Uzun ve sonuçsuz bir arama bile, insan uygarlığının ne kadar ender olabileceğine dair bir şey söyler. Bu sessizliğin olası açıklamalarını Fermi paradoksu sayfamızda ele aldık.

Etkisi ve mirası

SP-419, NASA'nın SETI'yi bir hayal olmaktan çıkarıp planlanabilir bir bilim programı olarak tanımladığı belgelerden biridir. Raporun dört ana fikri, yani dinlemenin göndermekten önce gelmesi, mikrodalga penceresinin ve su çukurunun önceliği, hedefli tarama ile gökyüzü taramasının birlikte yürütülmesi ve şüpheci doğrulama ilkesi, sonraki SETI çalışmalarında da karşımıza çıkar. Çalıştay üyelerinden Carl Sagan'ın sonradan yazdığı Temas romanı ve romandan uyarlanan Mesaj filmi de bu dünyayı anlatır; bir sinyal alınsa gerçekte neler olacağını bu yazımızda tartıştık. Bugün de süren arayışın önde gelen isimlerinden biri için Jill Tarter sayfamıza bakabilirsiniz.

Kimlere uygun, nereden başlanır?

Rapor İngilizcedir ve yer yer ileri düzey radyo mühendisliği içerir, ama kırk sayfa kadar tutan birinci kısım genel okura hitap eder ve tek başına okunabilir. Gökbilime ve uzayda yaşam sorusuna meraklı lise ve üniversite öğrencileri için iyi bir başlangıçtır. Frekans seçiminin mantığını merak edenler Oliver'ın su çukuru söyleşisine, mühendislik ayrıntısı arayanlar üçüncü kısımdaki teknik belgelere geçebilir. Yaşamın hangi gezegenlerde mümkün olabileceğini anlamak için yaşanabilir bölge sayfamız iyi bir tamamlayıcıdır.