Uzaylılardan Gelen Sinyalleri Nasıl Okuruz?

Öne Çıkan İçerikler

60 yıldan fazla bir süredir bilim adamları, dünya dışı zekanın (ETI) varlığına işaret edecek olası radyo iletimi işaretleri için kozmosu araştırıyorlar. Teknoloji ve yöntemler önemli ölçüde olgunlaştı, ancak en büyük zorluklar devam ediyor. Dünya dışı kaynaklı bir radyo sinyalini hiç tespit edememiş olmanın yanı sıra, böyle bir yayının alabileceği çok çeşitli olası biçimler vardır.

Kısacası, SETI araştırmacıları bir sinyalin nasıl görüneceğini, ancak bilinen herhangi bir örneğin faydası olmadan varsaymalıdır. Son zamanlarda, California Berkeley Üniversitesi ve SETI Enstitüsü tarafından yönetilen uluslararası bir ekip, dünya dışı zekadan (ETI) gelen bir mesajın nasıl görünebileceğini simüle eden yeni bir makine öğrenimi aracı geliştirdi. Gelecekteki SETI araştırmaları için oyun değiştirici olabilecek açık kaynaklı bir kütüphane olan Setigen sistemini tasarladılar.

Araştırma ekibi, UC Berkeley’de astronomi yüksek lisans öğrencisi olan Bryan Brzycki tarafından yönetildi. Berkeley SETI Araştırma Merkezi Direktörü Andrew Siemion ve SETI Enstitüsü, Breakthrough Listen, Dunlap Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Uzay Bilimleri ve Astronomi Enstitüsü, Uluslararası Radyo Astronomi Araştırmaları Merkezi (ICRAR) ve Goergen Veri Bilimi Enstitüsü araştırmacıları bu araştırmaya katıldı.

1960’lardan bu yana, SETI’nin en yaygın yöntemi, kozmosu yapay kaynaklı radyo sinyalleri için aramayı içeriyordu. Bu tür ilk deney, ünlü Cornell astrofizikçisi Frank Drake (Drake Denklemi’nin yaratıcısı) tarafından yönetilen Project Ozma’ydı (Nisan-Temmuz 1960). Bu araştırma, Epsilon Eridani ve Tau Ceti’yi yaklaşık 1.42 GHz civarında yaklaşık 400 kHz frekanslarında izlemek için Green Bank, Batı Virginia’daki Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’ndeki 25 metrelik çanağa dayanıyordu.

Uzaylılar bize sinyal gönderiyor olsaydı, böyle görünebilirlerdi.
Güney Afrika ve Avustralya’daki tüm unsurları birleştiren SKA’nın birleşik görüntüsü. Kredi bilgileri: SKAO

Bu aramalar o zamandan beri gece gökyüzünün daha geniş alanlarını, daha geniş frekans aralıklarını ve daha fazla sinyal çeşitliliğini kapsayacak şekilde genişledi. Brzycki’nin Universe Today’e açıkladığı gibi:

“1960’larda fikir, nötr hidrojenin yıldızlararası uzayda radyasyon yaydığı, iyi bilinen bir frekansın etrafındaki bir bölgeye odaklanmaktı, 1.42 GHz. Bu doğal emisyon tüm galakside yaygın olduğu için, fikir, herhangi bir akıllı uygarlığın bilebileceğidir ve tespit şansını en üst düzeye çıkarmak için iletim için potansiyel olarak bu frekansı hedefledik.O zamandan beri, özellikle teknoloji hızla ilerledikçe, radyo SETI tüm ölçüm eksenleri boyunca genişledi.

“Artık birden fazla GHz’lik bir bant genişliğinde anında ölçümler alabiliyoruz. Depolama geliştikçe, hem zaman hem de frekans yönünde daha yüksek çözünürlüklü gözlemlere izin vererek çok büyük miktarda veri toplayabiliriz. Aynı şekilde, yakın çevrede anketler yaptık.

Diğer bir önemli değişiklik, kozmosun radyo arka plan gürültüsü arasında iletimleri bulmak ve radyo frekansı girişimini (RFI) düzeltmek için tasarlanmış makine öğrenimi tabanlı algoritmaların dahil edilmesi olmuştur. SETI araştırmalarında kullanılan algoritmalar iki kategoriden birine girer: gerilim zaman serisi verilerini ölçenler ve zaman-frekans spektrogram verilerini ölçenler.

Uzaylılar bize sinyal gönderiyor olsaydı, böyle görünebilirlerdi.
Setigen çerçevelerinden oluşturulan radyo spektrogram grafikleri. Kredi: Brzycki ve ark.

Brzycki, “Bir radyo anteni tarafından toplanan ham veriler voltaj ölçümleridir; bir radyo dalgası antende okunan ve voltaj olarak kaydedilen bir akımı indükler” dedi. “Bir radyo teleskopu, daha geniş bir ışık alanına odaklanmak, çözünürlüğü ve parlaklığı arttırmak için parabolik bir çanakla güçlendirilmiş bir antendir.

Bunu elde etmek için, diyor Brzycki, gökbilimciler, giriş zaman serisi verilerine doğru gözlemlenen her frekansın gücünü hesaplayan algoritmalar kullanarak işe başlarlar. Başka bir deyişle, algoritma, radyo sinyali verilerini uzay ve/veya zamanın bir fonksiyonundan uzaysal frekansa veya zamansal frekansa bağlı bir fonksiyona dönüştürür. Bunun karesini alarak, gökbilimciler veri toplama periyodu boyunca her frekansın yoğunluğunu ölçebilirler.

SETI araştırmacıları tarafından kullanılan birincil arama algoritması, frekans kaymasını düzeltmek için radyo dalgalarının spektrumunu değiştiren ve bir sinyalin sinyal-gürültü oranını en üst düzeye çıkaran “tutarsız ağaç deDoppler” algoritmasını kullanırlar. Şimdiye kadar kurulmuş en kapsamlı SETI arama programı olan Breakthrough Listen, bu algoritmanın TurboSETI olarak bilinen ve birçok “tekno-imza” aramasının (diğer bir deyişle teknolojik faaliyetin işaretleri) bel kemiği olarak hizmet eden açık kaynaklı bir sürümünü kullanır. Brzycki’nin açıkladığı gibi, bu yöntemin bazı dezavantajları vardır: “Algoritma, potansiyel bir SETI sinyalinin yüksek bir görev döngüsüyle (neredeyse her zaman ‘açık’ olduğu anlamına gelir) sürekli olduğu varsayımını yapar.

“TurboSETI her zaman ‘açık’ olan düz hat sinyallerini hedef aldığından, geniş bant ve darbeli sinyaller gibi alternatif morfolojileri almakta zorlanabilir. Bu diğer tür sinyalleri algılamaya çalışmak için ek algoritmalar geliştiriliyor, ancak her zaman olduğu gibi algoritmalarımız, yalnızca hedeflendikleri sinyaller hakkında yaptığımız varsayımlar kadar etkilidir.”

SETI araştırmacıları için makine öğrenimi, ham radyo frekansı verilerindeki aktarımları tanımlamanın ve birden çok sinyal türünü sınıflandırmanın bir yoludur. Brzycki’ye göre asıl mesele, astronomik topluluğun bir ET sinyali veri setine sahip olmaması ve bu da geleneksel anlamda denetimli eğitimi zorlaştırıyor. Bu amaçla, Brzycki ve meslektaşları, sentetik radyo gözlemlerinin üretimini kolaylaştıran Setigen adlı Python tabanlı bir açık kaynak kitaplığı geliştirdiler.

Brzycki, “Setigen’in yaptığı, tamamen sentetik verilerde kullanılabilen veya daha gerçekçi bir gürültü ve RFI arka planı sağlamak için gerçek gözlemsel verilerin üzerine eklenebilen sentetik SETI sinyallerinin üretimini kolaylaştırmaktır” dedi. “Bu şekilde, mevcut algoritmaların hassasiyetini analiz etmek veya makine öğrenimi eğitimi ve temel olarak hizmet etmek için büyük sentetik sinyal veri kümeleri üretebiliriz.”

Bu kitaplık, özellikle Breakthrough Listen tarafından kullanılanlar gibi mevcut radyo gözlem veri ürünleri için arama algoritması analizi için sentez yöntemlerini standartlaştırır. Brzycki, “Bunlar hem spektrogram hem de karmaşık voltaj (zaman serisi) formatlarında gelir, bu nedenle sahte veri üretme yöntemine sahip olmak, üretim kodunu test etmek ve yeni prosedürler geliştirmek için gerçekten yararlı olabilir,” diye ekledi.

Uzaylılar bize sinyal gönderiyor olsaydı, böyle görünebilirlerdi.
Allen Teleskop Dizisindeki uzaydan gelen sinyalleri arayan 42 çanaktan biri. Kredi: Seth Shostak / SETI Enstitüsü.

Şu anda, sahte sinyaller üretmek için Setigen kullanılarak çok ışınlı gözlemler için algoritmalar geliştiriliyor. SETI araştırması ilerledikçe kütüphane de sürekli olarak güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Brzycki ve meslektaşları ayrıca, dar bant olmayan sinyalleri hedefleyen arama algoritmalarına yardımcı olmak için geniş bant sinyal sentezine destek eklemeyi umuyor. Yeni nesil radyo teleskopları faaliyete geçtiğinde, yakın gelecekte daha sağlam SETI araştırmaları mümkün olacaktır.

Buna Güney Afrika’daki MeerKAT dizisinden gelen verileri birleştirecek olan Breakthrough Listen de dahildir. Güney Afrika ve Avustralya’daki gözlemevlerinden gelen verileri birleştirecek devasa bir radyo teleskop projesi olan Kilometre Kare Dizisi (SKA) de var. Bunlara Güney Afrika’daki MeerKAT ve Hidrojen Yeniden İyonlaşma Dizisi (HERA) ve Avustralya’daki Avustralya SKA Pathfinder (ASKAP) ve Murchison Widefield Dizisi (MWA) dahildir.

Ne yazık ki, son derece sınırlı referans çerçevemiz olan SETI ile ilgili en sınırlayıcı faktör hala aynı durumda. Aşağıya indiğinde, gökbilimcilerin dünya dışı bir sinyalin nasıl görüneceği hakkında hiçbir fikri yok çünkü daha önce hiç görmedik. Bu, paradoksal olarak, kozmosun arka plan gürültüsü arasında tekno-imzaların kanıtlarını ortaya çıkarmayı zorlaştırıyor. Bu nedenle, gökbilimciler, bildiğimiz gibi teknolojik aktivite aramak anlamına gelen “low-hanging fruit” yaklaşımını benimsemeye zorlanıyorlar.

Bununla birlikte, bilim adamları teorik olarak mümkün olana dayalı parametreler oluşturarak aramayı daraltabilir ve bir gün bir şey bulma ihtimallerini artırabilirler. Brzycki’nin özetlediği gibi:

“Bunun için tek olası çözüm, varsayımlarımızı en aza indiren bir tür denetimsiz makine öğrenimi araştırmasıdır. Setigen kesinlikle bu varsayıma güveniyor—birinin üretebileceği sentetik sinyaller doğası gereği buluşsaldır, çünkü kullanıcı nasıl görünmeleri gerektiğine karar verir.

“Günün sonunda, kütüphane, yeni arama yöntemleri geliştirmek için mevcut algoritmalarımızı değerlendirmenin ve potansiyel sinyallerden veri kümeleri oluşturmanın bir yolunu sunuyor, ancak nerede ve ne zaman kalacağına dair temel meseleler sorunu hala çözüm beklemekte.

Böyle zamanlarda, Fermi Paradoksunun yalnızca bir kez çözülmesi gerektiğini kendimize hatırlatmak iyi olur. Evrende bir radyo yayını tespit ettiğimiz an, Evrende yalnız olmadığımızı, akıllı yaşamın Dünya’nın ötesinde var olabileceğini ve var olduğunu ve algılayabildiğimiz teknolojileri kullanarak iletişim kurduğunu kesin olarak bileceğiz.

Bu yazı astrafizik.com tarafından Türkçeye aktarılmış olup yazının aslı phys.org sitesine aittir, orijinaline mümkün olduğunca sadık kalmak koşuluyla dilimize çevirilmis olsa da editoryal tarafından katkıda bulunulmuştur. Bu sebeple Astraphysic.com içerik izinlerine tabidir. Astrafizik.com referans gösterilmek koşuluyla kullanıma izin verilmiştir.

Kaynak: https://phys.org/news/2022-04-aliens.html

Daha Fazla

Comments

Bir Cevap Yazın

Popüler İçerik