10’ca bilim arasından: Yeni fizik yasası, simülasyonda yaşadığımızı destekliyor mu?

Dünya geçen cumartesi gününden beri Orta Doğu’da İsrail ve Hamas arasında yaşanan, en büyük hasarı sivillerin aldığı bir savaşı takip ediyor. Gazze’de insanlar elektriksiz, susuz ve yiyeceksiz bırakılırken, insan bütün bunların bir simülasyon olmasını diliyor. Tesadüf ya Portsmouth Üniversitesi’nden bir fizikçi bu hafta bilgi dinamiğinin ikinci yasasını çeşitli alanlarda denediği ve sonuçları bir simülasyonda yaşadığımızı destekler nitelikte olan çalışmasını yayınladı. Biz de bu haftaki ’10’ca bilim arasından’da başlığımızı bu haberden vermeyi uygun gördük. Gündemden kısa bir süreliğine uzaklaşarak NASA’nın metal asteroide doğru başlattığı uzun soluklu yolculuğa, insanlığın Amerika’daki tarihinin daha da geriye gitmesine, amfibilerin yok oluş tehlikesine ve yapay zekada elektrik kullanımının yarattığı tehlikelere bir göz atabilirsiniz.

Psyche uzay aracı, metal asteroide doğru yolculuğuna başladı

Psyche gerçekten de büyük bir kısmı metaldan oluşan bir asteroit mi? Bu cisim, Güneş Sistemi’nin ilk günlerinde gerçekleşen büyük bir çarpışma sırasında dış katmanı kopan bir gezegenin çekirdeği mi? NASA tüm bu soruları cevaplayabilmek için gizemli asteroide doğru ilk görevini başlattı. NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden SpaceX Falcon Heavy roketiyle dün fırlatılan Psyche görevi, aynı zamanda Falcon Heavy ile fırlatılması yapılan daha pek çok NASA görevinin de ilki oldu.

Bu asteroidi önemli kılan şey, demir ve nikel gibi değerli madenlerden oluşuyor olması. Yüzde 60’ının metalden oluştuğu düşünülen asteroidin 10 kentilyon dolar değerinde olduğunu tahmin edenler de var. Tabii bu sadece bir tahmin, kesin bir şey yok. Psyche’nin çekirdeğinin Güneş Sistemi’ndeki Dünya, Mars, Venüs ve Merkür gibi gezegenlerin çekirdeklerine benzer olabileceğine inanılıyor. Yer ve uzay tabanlı teleskoplar daha önce Psyche’yi pek çok gözlemlemiş, asteroidin yüzeyindeki metalden yansıyan radyasyonu tespit etmişti. Ne var ki emektar Hubble ile bile Psyche sadece pikselden oluşuyor gibi görünüyordu. Dolayısıyla asteroidin neye benzediğini tam olarak bilmiyoruz.

Psyche uzay aracı, Mayıs 2026’da Mars varacak ve kızıl gezegenin yerçekimini kullanarak yörüngesini Psyche’ye çevirecek. Temmuz 2029’un sonlarına doğru asteroide varması beklenen araç, Psyche’nin yüzeyini haritalayacak, görüntü alacak ve asteroidin gerçekten de metal bir çekirdek olup olmadığını belirlemek için yörüngesinde 26 ay geçirecek. Ama oradayken Dünya’ya veri aktarmaya başlayacak. Biz de bu süreçte takipte olacağız.

İnsanlığın Amerika tarihinin 7 bin yıl geriye gittiğine dair güçlü kanıtlar bulundu

İnsanların Amerika kıtasına ilk kez ne zaman ve nasıl yerleştiği uzun zamandır bir tartışma konusu. 20’nci yüzyılda arkeologlar insanların Kuzey Amerika’nın iç kısımlarına en erken 14 bin yıl önce ulaştığına inanıyordu. Onlara göre insanların ortaya çıkışı, bugün Kanada ve ABD’nin kuzeyinde yer alan iki devasa buz tabakası arasında buzsuz koridorun oluşumuyla aynı zamana denk gelmesiydi. Son Buzul Çağı’nın sonunda erimenin neden olduğu bu koridor, insanların Alaska’dan Kuzey Amerika’nın kalbine doğru ilerlemesine olanak tanımıştı. Daha sonra bulunan yeni kanıtlarla insanların Amerika tarihi 16 bin yıl öncesine kadar götürüldü. 2 bin yıllık bir geriye gidiş olsa da insanların Amerika kıtasına ancak son Buzul Çağı biterken ulaşmış olmasıyla yine de tutarlı bir durum söz konusuydu.

Ancak Science dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmada çok farklı bir şey bulundu: İnsanlar yaklaşık 23 bin yıl önce Amerika’ya gelmiş olabilir. Eylül 2021’de Science dergisinde New Mexico’da keşfedilen fosil ayak izlerinin 23 bin yıl öncesine yani son Buzul Çağı’nın zirvesinin yaşandığı döneme ait olduğu yazıldı. Bu izler, şu anda White Sands olarak adlandırılan bir bölgenin yakınlarında, eski bir gölün çevresinde keşfedilmiş. Anlayacağınız insanlığın kıtadaki tarihi 7 bin yıl daha geriye gitti. Eğer insanlar son Buzul Çağı’nın zirvesinde ABD’de bulunduysa bu, buzun onların geçişine pek engel teşkil etmediği ya da insanların zaten öncesinde de orada olduğu anlamına gelebilir. Çalışma 2021’de yayınlandığında epey bir eleştiriye tabi tutulmuş ancak aynı ekip şimdi bulgularını daha net bir şekilde kanıtlayan sonuçlara ulaşmış.

Peki bu kanıtları neden sağlamışlar dersiniz? Polenler… Çalışmayı gerçekleştiren ekip, polenin insan yerleşimlerine dair kanıtların tarihlendirilmesinde faydalı bir araç olabileceğini söylüyor. Birçok insan için polen kelimesi alerjiyle özdeşleştirilen bir durum olsa da fosilleşmiş polenler somut bir bilimsel araç. Bilim insanları da ayak izlerinin bulunduğu yerin üstündeki ve altındaki tortu katmanlarında bulunan yaygın hendek otu tohumlarından elde edilen antik polenlerin karbon izotop analizini yapmış. Bunun için bölgeden yaklaşık 75 bin polen tanesi çıkarılmış. Bu polenler üzerinde üç farklı tarihleme yöntemi kullanılmış ve polenlerin hepsinin birbirine çok yakın yaşlarda olduğu görülmüş. Çalışmaya dahil olmayan Stafford Research’ten jeokronolog Thomas Stafford NYT’ye verdiği demeçte, bu sonuçların insanlığın Amerika’daki tarihinin 21 bin yıl öncesine dayandığına yönelik güçlü bir kanıt olduğunu söylüyor. Ancak izlerin yaşı konusundaki tartışma hâlâ devam ediyor. Etmesi de güzel, keza aynı bölgede daha fazla kanıt elde etmek için yeni yeni çalışmalar ve dolayısıyla keşifler yapılacak.

Amfibiler yok olma tehlikesiyle karşı karşıya

Dünya sıradaki kitlesel yok oluşuna doğru ilerlerken kurbağalar, semenderler ve çekirgeler yeryüzünde en büyük tehlike altındaki omurgalı grubu olmaya devam ediyor. Son küresel değerlendirmelere göre amfibi türlerinin yüzde 40’ından fazlası tehdit altında. Re:wild ekolojisti Kalsey Neam’a göre amfibiler o kadar hızlı bir şekilde yok oluyor ki üzerinde çalışmak güçleşiyor. Ama Re:Wild çevrecisi Jennifer Luedtke ve meslektaşları, Uluslararası Doğa Koruma Birliği’nin Tehdit Altındaki Türler Kırmızı Listesi’ndeki 8 bin 11 amfibi türünü değerlendirmiş ve en son 2004’te yapılan değerlendirmeden bu yana durumlar hiç iç açıcı değil. Nature dergisinde yayınlanan makalede son 150 yılda yaklaşık 222 amfibi türü tükenmiş olabilir.

Chiriqui alacalı kurbağası ve keskin burunlu gündüz kurbağası, mantar hastalığı sebebiyle 1990’larda hızla azaldı. Craugastor myllomyllon ve Pseudoeurycea exspectata en son 1970’lerde görüldü ve tarımsal genişleme nedeniyle yok oldukları düşünülüyor. Daha sık ve yıkıcı yangınlar ve topraktaki nemin azalmasının etkileri şimdiden ABD’deki beş semender türünü vurmaya başladı. Avustralya ve Brezilya’nın ıslak tropik bölgelerinde yağış miktarındaki azalmanın kurbağaların üremesini etkileyeceği tahmin ediliyor.

Amfibilerin azalmasında hastalık ve habitat kaybı etkili olsa da yeni bir suçluyu da göz ardı etmemek gerekiyor. Bu suçluyu biz söylemesek bile siz hemen anlarsınız zaten: İklim değişikliği. Değişen hava sistemlerinin çevresel koşullar üzerindeki etkileri, bu sürüngenleri yüzde 39’unu yok oluşa sürüklüyor. Yüzde 37’lik bir oranla da habitat kaybı ikinci sırada geliyor. Çalışmanın bir parçası olmayan Oxford Üniversitesi zoologu Jonathan Baillie, 2018’de yaptığı bir açıklamada amfibileri ‘kömür madenindeki kanarya’lara benzeterek, “İklim değişikliği ve çevre kirliliği gibi yok oluşa götüren faktörlere karşı son derece hassastır bu canlılar ve gelecekteki tehlikelerin de uyarıcısıdırlar. Eğer onları kaybedersek diğer türler de kaçınılmaz olarak onlara eşlik edecek” diyor.

Yeni fizik yasası gerçekten de simülasyonda yaşadığımızı destekliyor olabilir

Özellikle son bir haftada Orta Doğu’da şahit olduğumuz savaş, keşke bilgisayar simülasyonunda olsaymışız dedirtiyor. En azından o zaman çocukların, esasen yıllardır süregelen savaşın ortasında kalması gerçek olmaktan çıkardı. Bir simülasyonda, her şeyin yapay bir gerçeklikten oluştuğu bir dünyada yaşadığımız fikri Platon’un Mağara Alegorisi’nden tutun da Matrix ve Westworld serisine kadar pek çok klasikleşmiş hikayeye ilham verdi. Simülasyonda yaşama fikrine ABD’li milyarder Elon Musk da dahil olmak üzere pek çok tanınmış isim ve fiziksel gerçekliğin temelde bilgi parçalarından oluştuğunu öne süren bilgi fiziği dalında çalışanlar da destek veriyor.

Yeni bir araştırmaya göre bir bilim insanı, ‘simülasyon hipotezi’ olarak adlandırılan bu fikrin kanıtının, DNA’mızdaki genetik bilgi ve bilgisayarlarda depolanan dijital bilgileri kontrol eden fizik yasasında gizli olabileceğini öne sürüyor. Portsmouth Üniversitesi’nde fizikçi olan Melvin Vopson bilginin ölçülmesi, sıkıştırılması, depolanması ve iletilmesine odaklanan bir bilgi teorisi uzmanı. Vopson daha önce bilginin katılar, sıvılar, gazlar ve plazmalara ek olarak maddenin tespit edemediğimiz bir fiziksel kütleye sahip beşinci hali olabileceğini öne sürmüştü.

2022 yılında Vopson ve Central Lancashire Üniversitesi’nde fizikçi olan meslektaşı Serban Lepadatu, bilgi dinamiğinin ikinci yasası olarak yeni bir fizik yasası önerdi. Bu yasa, fizikte bir sistemin düzensizliğinin ölçüsü olan entropiye dayanan önemli bir kural olan termodinamiğin ikinci yasasına atıfta bulunuyor. Termodinamiğin ikinci yasasına göre, evrenin entropisi yani düzensizliği zaman içinde ya sabit kalıyor ya da artıyor ama hiçbir zaman azalmıyor. Oysa Vopson ve Lepadatu’nun ikinci yasası ise bunun tam tersini ortaya koyuyor: Bilgi sistemlerindeki entropi yani düzensizlik ya sabit kalıyor ya da zamanla azalıyor. Bu çalışma, biraz da önce de belirttiğimiz üzere iki sistemden çıkarıldı. Bunlardan biri dijital veri deposu, diğeri de genetik bilgi deposu (RNA).

VICE’a demeç veren Vopson, “Genetik mutasyonların nükleotid sayısı sabit kalsa bile bilgi entropisi her zaman azalacak şekilde gerçekleştiğini ilk kez o zaman gözlemledim. Bu çok önemli çünkü genetik mutasyonların rastgele süreçler olmadığını göstererek Darwin’in evrim teorisine meydan okuyor. Bugünkü hikayenin arka planı ve bilgi dinamiğinin ikinci yasasının doğuşu da böyle ortaya çıktı” dedi. Başka bir deyişle anlatacak olursak termodinamik entropi giderek daha kaotik sistemler yaratırken, bilgi entropisi sistemde iyileştirme yapmak için zaman içinde bilgiyi ‘sıkıştırma’ ya da atma eğiliminde. Mesela doğada bu kadar çok simetri görmemizin nedeni de bu olabilir zira bu simetrik desenler, bilgiyi aza indirmenin ve optimize etmenin bir yolu.

Şimdiyse Vopson bilgi dinamiğinin ikinci yasasını dijital bilgi, genetik bilgi, atom fiziği, matematiksel simetriler ve kozmoloji de dahil olmak üzere çok çeşitli bilgi sistemlerine uygulayarak geliştirdi. Hakemli AIP dergisinde yayınlanan çalışmanın sonucu, simüle edilmiş evren hipotezini destekler nitelikte bilimsel kanıtlar sunuyor. Vopson, bilgi dinamiği yasasını bir dizi bilgi sistemine uygulamış. Dijital bilginin bu yasaya uyduğunu, BİLGİ kelimesini iki taraflı olarak nano ölçekli bir manyetik ince film yapısına yazarak ve daha sonra oda sıcaklığında zaman içinde tekrarlar yaparak göstermiş. Veriler birkaç yüz döngüden sonra bozulmaya başlamış ve bilgi dinamiğinin ikinci yasasının öngördüğü gibi 1990’ıncı döngüden sonra silinmiş.

Vopson ayrıca Covid-19’a neden olan SARS-Cov-2 virüsünün de genetik kodunu incelemiş ve viral varyantların bilgi entropisinin genetik mutasyonlar geçirdikçe azaldığı sonucuna varmış. Aynı yasayı atom fiziğine de uygulamış ve elektronların bir atomun konumunu koruma şeklinin de zaman içinde bilgi entropisini en aza indirdiği sonucuna varmış. Son olarak ise kozmolojiye dönerek bilgi dinamiğinin evrenin termodinamik entropisi hakkındaki cevapsız soruları ve evrenimizdeki simetrilerin yaygınlığını nasıl açıklayabileceğini özetlemiş. “Bilgi dinamiğinin ikinci yasasının bu kadar çok sistem için uygulanabilir/geçerli olması gerçekten dikkat çekici” diyen Vopson, sonuçların kendisini ‘iyi anlamda şaşırttığını’ sözlerine edkliyor.

Vopson hipotezinin madde parçacıklarının antimaddeyle çarpıştırılmasıyla da test edilebileceğini öne sürdü. Bu sürecin etkileşimdeki bilgi içeriğinin silinmesiyle ortaya çıkan düşük enerjili fotonlar üretebileceğini ve böylece bilgi dinamiği yasalarının geçerli olduğunu gösterebileceğini düşünüyor. Deney henüz gerçekleştirilmedi ama gerçekleştirilebilse bile Vopson’un da deyimiyle olumlu sonuç verse de tek başına simülasyonda yaşadığımızı kesin olarak kanıtlamayacak, sadece hipotezi desteklemeye yardım edecek.

Dünyada ilk: Sağırlığı tedavi etmek için gen terapisi deneylerine başlanıyor

İşitme kaybının tedavisinde devrimin habercisi olabilecek, sağırlığın bir çeşidini tedavi edebilecek gen tedavisinin ilk deneyleri başladı. Sağırlığın hangi türü olduğunu sorduğunuzu duyar gibiyiz. İç kulaktan beyne giden sinir sinyallerinin bozulmasından kaynaklanan bir işitme kaybı durumu var ve bilim insanları buna ‘işitsel nöropati’ diyor. Bu hastalık otoferlin denilen bir proteini üreten OTOF geninin bilinen tek bir gendeki varyasyonuna bağlı olabiliyor. Otoferlin tipik olarak kulaktaki iç tüy hücrelerinin işitme siniri ile iletişim kurmasını sağlıyor. OTOF genindeki mutasyonlar genetik testlerle tespit edilebilse de yenidoğan bebekler olası bir işitme kaybı yönünden tarandığında bu durum sıklıkla gözden kaçabiliyor. Yeni gen terapisi ise üzerinde oynanmış, patojenik olmayan bir virüs kullanılarak hastalara kusurlu OTOF geninin işler durumdaki bir kopyasını vermeyi amaçlıyor. Şimdi İngiltere, İspanya ve ABD’den 18 çocuk bu tedavinin denemelerine katılacak. Bunun tarihte bir ilk olduğunu not düşelim.

Tabii gen tedavilerinin beraberinde getirdiği bazı sorunlar olduğunu da ekleyelim. Epey maliyetli olan bir işlem olan bu tedavi türü, hasta başı ‘milyon dolarlar’ tutabilir ki tedavide kullanılan implantların bakımının yapılacağı tesislerden bile yoksun olan Afrika gibi yerlerde çok ihtiyaç olmasına rağmen uygulanması bir hayli zor. Gen tedavisi üzerinde çalışan bilim insanları bile maliyetten endişe duyuyor ancak bu alandaki çalışmalar ilerledikçe ve teknoloji geliştikçe maliyetlerin azalacağından ümitliler.

Yapay zeka çalışmaları için yakında bir ülkenin yıllık ihtiyacı kadar elektrik kullanılabilir

İnternet kullanıcılarının çok büyük bir kısmının faydalandığı ChatGPT, Bard gibi yapay zeka sohbet robotları aklımızın alamayacağı miktarlarda elektrik ve su tüketiyor. Daha doğrusu onlara güç veren devasa veri merkezleri bu enerjileri tüketiyor. Malumunuz şirketler veri madenciliği yaparken çok miktarda sunucu kullanıyor. Şirketler bu sunucuları güçlendirmek ve soğutmak için elektriğe sarılmak zorunda. Geçen hafta da buna değinmiştik, birkaç ay öncesinde de ABD’li milyarder Elon Musk’ın elektrik konusundaki endişelerini dile getirmiştik. Son tahminlere göre bu enerji talepleri hızla büyümeye devam ediyor.

Joule dergisinde yayınlanan yeni bir analize göre Vrije Üniversiteit Amsterdam’dan veri bilimci Alex de Vries, 2027 yılına kadar bu sunucu çiftliklerinin yılda 85 ila 134 terawatt saat arasında enerji kullanabileceğini tespit etti. OpenAI gibi yapay zeka şirketleri enerji kullanımları konusunda ketum davrandıkları için net bir rakama ulaşmak zor. De Vries, yapay zeka endüstrisinin temel altyapısının tahmini yüzde 95’ini oluşturan Nvidia A100 sunucularının satışlarını inceleyerek tüketimlerini tahmin etme yoluna gitmiş.

New York Times’da belirtildiği üzere bu miktar kabaca Arjantin, Hollanda ve İsveç’in yıllık elektrik kullanımına eşit, tüm dünyanın enerji ihtiyacının da yüzde 0,5’ine denk geliyor. Son yılların gözdesi kripto endüstrisi de son yıllarda benzer enerji tüketim eşiklerini aştı. Uzmanlara göre bu devasa karbon ayak izi, yapay zeka alanına yapılan büyük yatırımların yeniden gözden geçirilmesi için bir işaret olmalı.

Gerçi artık hükümetler bu konuda yavaş yavaş adımlar atmaya başlıyor gibi. ABD’de Kaliforniya Valisi Gavin Newsom, OpenAI ve Google gibi yaklaşık 10 bin firmanın 2026 yılına kadar ne kadar karbon ürettiklerini açıklamaya zorlayan iki büyük karbon saydamlık yasası imzaladı. Ama bunun yeterli olmadığının herhalde hepimiz farkındayızdır.

10’ca bilim arasından: Sekizinci kıta Zealandia’nın haritası çıkarıldı

Elon Musk altın ve platin dolu 120kilometrelik asteroide keşif aracı gönderiyor

Mısır’da arkeoloji turizminin gözdesi: Luksor Mumyalama Müzesi

250 milyon yıl sonra dünya böyle olacak ve memelilerin yüzde 92’si yaşayacak yer bulamayacak

Dünyanın diş çıkartan ilk ilacı klinik deneylere hazırlanıyor

Microsoft, yapay zekası için nükleer santral alıyor ama Bill Gates’den değil