Yıldızlararası seyahat: "Yıllar sürecek iletişim kesintilerine hazır olmak gerek"

En yakın yıldız sistemi Alpha Centauri, 4 ışık yılından daha uzakta

Zaman genişlemesi, Cristopher Nolan'ın bilimkurgu filmi Yıldızlararası'nda (Interstellar) teorik fizikteki tasvirlerine çok yakın biçimde işlenmişti (IMDb)
Zaman genişlemesi, Cristopher Nolan'ın bilimkurgu filmi Yıldızlararası'nda (Interstellar) teorik fizikteki tasvirlerine çok yakın biçimde işlenmişti (IMDb)
TT

Yıldızlararası seyahat: "Yıllar sürecek iletişim kesintilerine hazır olmak gerek"

Zaman genişlemesi, Cristopher Nolan'ın bilimkurgu filmi Yıldızlararası'nda (Interstellar) teorik fizikteki tasvirlerine çok yakın biçimde işlenmişti (IMDb)
Zaman genişlemesi, Cristopher Nolan'ın bilimkurgu filmi Yıldızlararası'nda (Interstellar) teorik fizikteki tasvirlerine çok yakın biçimde işlenmişti (IMDb)

Yıldızlararası yolculuğu başarmak insanlık için henüz imkansız görünüyor. Zira Güneş Sistemi'nin dışına çıkıp farklı yıldızlar arasında dolaşmak için olağanüstü bir hıza ulaşmak gerek.

Üstelik yeni bir araştırma, yolculuğa çıkacak astronotların yoğun bir iletişim kesintisine maruz kalacağına da işaret ediyor.

Hakem onayından geçmeyi bekleyen ve bilimsel makale arşivi arXiv'de erişime açılan araştırma makalesinde iletişim kesintilerinin yıllar sürebileceği ifade edildi.

Buradaki ilk sorun, ışığın kendisinin sınırlı bir hızda hareket etmesi. Örneğin mesajların Mars'a ulaşması birkaç dakika, ötegezegenlere ulaşması ise saatler sürüyor.

Daha uzun mesafeli iletişim söz konusu olduğunda Dünya'dan gönderilecek herhangi bir mesajın uzay aracına ulaşması yıllar alabilir.

Nitekim bizimkine en yakın yıldız sistemi Alpha Centauri, 4 ışık yılından daha uzakta.

Öte yandan iletişimin önündeki tek engel bu değil.

Ünlü fizikçi Albert Einstein'ın Özel Görelilik Teorisi'ne göre evrende zaman senkronize değil. Bu da uzay aracındaki yolcuların, zamanın Dünya'daki insanlara göre daha yavaş aktığı bir "zaman genişlemesi" yaşayacağı anlamına geliyor.

Bu etki halihazırda ölçülebilir nitelikte. Örneğin GPS uydularından gelen sinyallerin senkronizasyonunda bile bu etki dikkate alınıyor.

Ancak dikkate alınması gereken önemli bir sorun daha var.

Yıldızlararası ortamda seyahat edebilecek, hatta Samanyolu Galaksisi'nden çıkabilecek bir uzay aracı, zorunlu olarak ışık hızına yakın hareket etse bile iletişimin kesildiği dönemler geçirecek.

İki senaryo

Araştırmacılar makalelerinde iki varsayımsal yıldızlararası seyahat senaryosunu masaya yatırdı.

İlkinde, gezginler uzay araçlarını sabit 1 g'lik (Dünya üzerindeki ortalama yerçekimi ivmesi) bir ivmeyle hızlandırmaya devam etti. Bu sayede uzay aracını ışık hızına daha da yaklaştırdılar.

Ancak bu tür bir sabit ivme, bir çeşit olay ufku yaratıyor. Yani eğer Dünya'dan uzay aracına bir mesaj gönderilirse, bu mesaj da ışık hızıyla sınırlı olacaktı. Mesaj uzay aracına doğru hızla ilerleyecekti ama bu arada gemi de sinyalden uzaklaşacaktı.

Hesaplamalara göre mesaj yeterince erken gönderilirse, önemli bir gecikmenin ardından sonunda gemiye ulaşıyor. Ancak uzun süre beklerlerse asla ulaşmıyor çünkü uzay aracı her zaman mesajın bir adım ilerisinde oluyor.

İkinci senaryo da farklı zorluklar sundu. Bu senaryoda uzay aracı ilk başta sürekli hızlandu. Ancak yolculuğunun ortasında kendi etrafında dönerek yavaşladı. Böylece hedefini kaçırma ihtimali elenmiş oldu.

Ancak bu da iletişim zorluklarını beraberinde getirdi.

Hesaplamalar, uzay aracının belirli bir süre sonra Dünya'dan mesaj almayı bıraktığını gösterdi. Bu mesajlar ancak aracın hedefine ulaşıp hareket etmeyi bıraktığında varsayımsal astronotlara ulaştı.

Öte yandan uzay aracının Dünya'ya sinyal gönderebileceği ve bu sinyallerin her zaman hedeflerine ulaşabileceği görüldü.

Ayrıca hedeften gönderilen sinyaller (örneğin uzak bir gezegende halihazırda kurulmuş bir koloni), o yöne doğru seyreden uzay araçlarına her zaman ulaşabildi.

Bu hesaplamalar, ışık hızına yakın hareket eden uzay araçlarıyla iletişimin çok zor olacağı anlamına geliyor.

Diğer bir deyişle tüm yıldızlararası araçların kendi kendine yetebilmesi ve Dünya'daki kontrolörlere ihtiyaç duymadan çalışabilmesi gerekiyor.

Zira bir sorun çıkarsa, bunu Dünya'daki insanlara anlatmak ve yanıt almak mümkün olmayacak.

Independent Türkçe



Kuantum ağları için ilk işletim sistemi geliştirildi

QNodeOS, farklı kuantum bilgisayar türlerini birbirine bağlayarak önemli bir engeli aşıyor (QuTech)
QNodeOS, farklı kuantum bilgisayar türlerini birbirine bağlayarak önemli bir engeli aşıyor (QuTech)
TT

Kuantum ağları için ilk işletim sistemi geliştirildi

QNodeOS, farklı kuantum bilgisayar türlerini birbirine bağlayarak önemli bir engeli aşıyor (QuTech)
QNodeOS, farklı kuantum bilgisayar türlerini birbirine bağlayarak önemli bir engeli aşıyor (QuTech)

Araştırmacılar, kuantum ağlarında kullanılacak ilk işletim sistemini geliştirdi. Yeni sistemin, kuantum internetin gerçek hayata taşınmasını hızlandırması bekleniyor.

Bilim insanları kuantum bilgisayarları bir ağda birbirine bağlayacak yöntemler üzerine uzun süredir çalışıyor. Böyle bir gelişme, bu cihazların arasındaki bilgi aktarımının hem hızını hem de güvenliğini artıracağı için önem arz ediyor.

Ancak sistemin, her bir kuantum bilgisayarın donanımına uyum sağlamasının gerekmesi, bu teknolojinin geliştirilmesi önünde ciddi bir engeldi. Tek bir program çalıştıran kuantum bilgisayarların aksine, kuantum ağ uygulamaları farklı ağ düğümlerinde bağımsız bir şekilde yürütülen ayrı programlar gerektiriyor.

Avrupa'nın çeşitli üniversite ve enstitülerinden araştırmacıları bir araya getiren Quantum Internet Alliance (Kuantum İnternet İttifakı), QNodeOS adlı yeni işletim sistemiyle bu sorunun üstesinden gelmeyi başardı. 

İşletim sistemi, kuantum ağı içindeki cihazları, bünyesinde bulunan kübitlerin türü fark etmeksizin kontrol edebiliyor. Kübitler veya kuantum bitleri, klasik bilgisayarlardaki temel veri birimi olan bitlere karşılık geliyor. 

Bulguları hakemli dergi Nature'da dün (12 Mart) yayımlanan çalışmada, özel olarak işlenmiş elmaslardan ve elektrik yüklü atomlardan yapılmış iki tür kuantum bilgisayarla QNodeOS test edildi.

Donanımları farklı olan cihazlarda, dizüstü bilgisayarla bulutta işlem yapmaya benzer bir işlem yürütüldü. Ekip ayrıca aynı anda iki program çalıştırarak QNodeOS'un birden fazla görevi yerine getirme becerisini de ölçtü.

Bulgular, yeni işletim sisteminin iki tür kuantum donanımıyla düzgün bir şekilde çalışabildiğini gösteriyor.

Çalışmaya liderlik eden Prof. Dr. Stephanie Wehner "Araştırmamızın amacı kuantum ağ teknolojisini herkese ulaştırmak. QNodeOS'la ileriye doğru büyük bir adım atıyoruz" diyerek ekliyor: 

İlk kez bir kuantum ağında uygulamaları kolayca programlamayı ve yürütmeyi mümkün kılıyoruz.

Bilim insanları yeni sistemin sağladığı kolaylığın, çok daha güvenli kuantum internet yolunda önemli bir adım olduğunu belirtiyor.

Makalenin yazarlarından Bart van der Vecht, "Daha önce kuantum ağları için hiç oluşturulmamış böyle bir yapı, geliştiricilerin donanım ayrıntılarından ziyade uygulama mantığına odaklanmasını sağlıyor" ifadelerini kullanıyor: 

Bu da bazılarını bugün hayal bile edemeyeceğimiz yeni uygulama türlerinin ortaya çıkmasını kolaylaştırıyor.

Ekip, QNodeOS'u diğer araştırmacıların erişimine açarak teknolojinin geliştirilmesini hızlandırmayı planlıyor.

Independent Türkçe, New Scientist, Phys.org, Nature