Kış uykusu (estivasyon) hipotezi

Bazı hayvanlar sıcak ve kurak dönemleri uykuya benzer bir durgunlukla geçirir; biyolojide buna estivasyon (yaz uykusu) denir. 2017'de üç araştırmacı, galaksideki ileri uygarlıkların da benzer bir şey yapıyor olabileceğini öne sürdü: Belki de onlar şu an "uyuyor", evren soğuyup hesaplama yapmak daha verimli hâle gelene kadar bekliyorlar. Türkçede çoğu zaman kış uykusu hipotezi diye anılan bu fikir, Fermi paradoksuna getirilen en yeni ve en "teknik" yanıtlardan biridir; genel çerçeve Fermi paradoksu sayfasında.

Makale ve yazarlar

Hipotezi Anders Sandberg, Stuart Armstrong ve Milan M. Ćirković ortaya attı. Makaleleri 27 Nisan 2017'de arXiv'de (1705.03394) yayımlandı ve şu başlığı taşıyordu: "That is not dead which can eternal lie: the aestivation hypothesis for resolving Fermi's paradox" (Sonsuza dek yatabilen ölü değildir: Fermi paradoksunu çözmek için estivasyon hipotezi).

Makalenin özeti, uzaylı uygarlıkların izlerini görmememizin nedeninin, onların şu anda "(çoğunlukla) etkin olmamaları" olabileceğini söyler.

Temel fikir: soğuk evrende hesaplama daha ucuz

Hipotez bir fizik ilkesine dayanır. IBM'de çalışan fizikçi Rolf Landauer 1961'de, bir bit bilgiyi silmenin en az k·T·ln 2 kadar enerji gerektirdiğini gösterdi. Burada k Boltzmann sabiti, T ise mutlak sıcaklıktır. Oda sıcaklığında bu sınır yaklaşık 2,9×10⁻²¹ joule'dür. İlke 2012'de Lyon, Augsburg ve Kaiserslautern'den bir ekip tarafından deneysel olarak doğrulandı ve Nature'da yayımlandı.

Formülün önemli sonucu şudur: Sıcaklık düştükçe bir bit silmenin asgari enerji maliyeti de düşer. Evren genişledikçe kozmik arka plan soğur; dolayısıyla belirli bir enerji stoku, uzak gelecekte bugüne göre çok daha fazla hesaplama yapmaya yeter. Sandberg ve arkadaşlarının hesabına göre bu kazanç yaklaşık 10³⁰ kat olabilir.

Eğer bir uygarlığın temel amacı mümkün olan en fazla hesaplamayı yapmaksa (örneğin bilinçlerini dijital ortamda sürdüren varlıklar için bu çok anlamlı olabilir) en rasyonel strateji, kaynaklarını korumak ve evren soğuyana kadar beklemektir. Böyle bir uygarlık bugün gözlem yapan biri için büyük ölçüde görünmez olurdu.

Hipotezin öngörüleri ve varsayımları

Yazarlar makalenin önemli bir bölümünü hipotezin varsayımlarını ve fizik ile gözlemlerin bu tür uygarlıkların güdülerine getirdiği sınırları tartışmaya ayırır. Hipotezin işlemesi için uygarlıkların:

• hesaplamayı öncelikli amaç olarak görmeleri,
• kaynaklarını bekleme süresince güvence altına alabilmeleri,
• beklerken kendi bölgelerini koruyabilmeleri

gerekir. Bu son nokta ilginç bir öngörü doğurur: Uyuyan uygarlıklar, kaynaklarının başkaları tarafından tüketilmesini engellemek isteyebilir. Ancak bu tür bir koruma da bir iz bırakabilir; dolayısıyla hipotez tamamen "görünmezlik" vaat etmez.

Eleştiri: Bennett, Hanson ve Riedel

Hipoteze en ciddi itiraz Charles H. Bennett, Robin Hanson ve C. Jess Riedel'den geldi. Üçlünün yorumu Şubat 2019'da arXiv'de (1902.06730) yayımlandı ve aynı yıl Foundations of Physics dergisinde (cilt 49, sayı 8, sayfa 820-829) çıktı.

Eleştirinin özü şudur: Sandberg ve arkadaşları, bilgisayarların ürettiği entropinin yalnızca kozmik arka plana boşaltılabileceğini varsaymıştır. Oysa bugünkü evrende düşük entropili başka "depolar" da vardır ve bunlar "bir bit hatayı silmek için bir bit negatif entropi" oranında entropiyi emebilir. Bu durumda beklemek gerekmez; hesaplama bugün de aynı verimlilikle yapılabilir. Bennett ve arkadaşları, orijinal argümanın nerede yanıldığını göstermek için somut bir model de kurdu. Bu eleştiri doğruysa, hipotezin temel motivasyonu, yani "beklemek kazandırır" fikri büyük ölçüde ortadan kalkar.

Bugün nerede duruyor?

Kış uykusu hipotezi, uzaylı davranışını termodinamiğe bağladığı için diğer çözümlerden farklıdır: Uygarlıkların ne istediğine dair keyfî tahminler yerine fiziksel bir maliyet hesabıyla yola çıkar. Buna karşın hem fiziksel temeli Bennett, Hanson ve Riedel tarafından sorgulanmıştır, hem de tüm uygarlıkların aynı stratejiyi seçmesini gerektirdiği için, hayvanat bahçesi hipotezindekine benzer bir "güdü birliği" sorunuyla karşı karşıyadır. Bugün kuramsal bir olasılık olarak tartışılmaya devam ediyor.

Kısaca

• Kış uykusu (estivasyon) hipotezi, ileri uygarlıkların evren soğuyana kadar beklediğini öne sürer.
• Sandberg, Armstrong ve Ćirković 2017'de ortaya attı.
• Landauer ilkesine göre soğuk evrende hesaplama çok daha ucuzdur; kazanç yaklaşık 10³⁰ kat hesaplanmıştır.
• Bennett, Hanson ve Riedel 2019'da, entropinin bugün de başka depolara aktarılabileceğini, dolayısıyla beklemenin gereksiz olduğunu savundu.
• Hipotez bugün sınanmamış, kuramsal bir öneri olarak duruyor.

Kaynaklar: Wikipedia — Aestivation hypothesis, arXiv — Sandberg, Armstrong, Ćirković (2017), arXiv — Bennett, Hanson, Riedel (2019), Wikipedia — Landauer's principle