Could human civilization eventually spread across the whole Milky Way galaxy? Could we move beyond our small blue planet to establish colonies in the multitude of star systems out there? This question's a pretty daunting one. There are around 300 billion stars in the galaxy, which is about 160,000 light-years across. So far we've sent a single spacecraft outside our solar system, trudging along at 0.006% of the speed of light. At that rate, it would take over 2.5 billion years just to get from one end of the galaxy to the other. And then there's the question of human survival. The gulf between stars is simply enormous. We couldn't live sustainably on most planets, and we require a lot of resources to stay alive. And yet, decades ago, scholars found that it's theoretically possible to not just spread human civilization across the galaxy, but to do so quite quickly, without breaking any known laws of physics. Their idea is based on the work of a mathematician named John von Neumann, who designed on paper machines that could self-replicate and create new generations of themselves. These would later come to be known as von Neumann machines. In the context of space exploration, von Neumann machines could be built on Earth and launched into space. There, the self-sufficient machines would land on distant planets. They would then mine the available resources and harvest energy, build replicas of themselves, launch those to the nearest planets, and continue the cycle. The result is the creation of millions of probes spreading outwards into the universe like a drop of ink in a fishbowl. Scholars crunched the numbers and found that a single von Neumann machine traveling at 5% of the speed of light should be able to replicate throughout our galaxy in 4 million years or less. That may sound like a long time, but when you consider that our universe is 14 billion years old, on a cosmic scale, it's incredibly fast - the equivalent of about 2.5 hours in an entire year. Creating von Neumann machines would require a few technologies we don't have yet, including advanced artificial intelligence, miniaturization, and better propulsion systems. If we wanted to use them to spread actual humans throughout the galaxy, we would need yet another technological leap - the ability to artificially grow biological organisms and bodies using raw elements and genetic information. Regardless, if in the last billion years an alien civilization created such a machine and set it multiplying its way toward us, our galaxy would be swarming with them by now. So then where are all these machines? Some astronomers, like Carl Sagan, say that intelligent aliens wouldn't build self-replicating machines at all. They might hurtle out of control, scavenging planets to their cores in order to keep replicating. Others take the machines absence as proof that intelligent alien civilizations don't exist, or that they go extinct before they can develop the necessary technologies. But all this hasn't stopped people from imagining what it would be like if they were out there. Science fiction author David Brin writes about a universe in which many different von Neumann machines exist and proliferate simultaneously. Some are designed to greet young civilizations, others to locate and destroy them before they become a threat. In fact, in Brin's story "Lungfish," some von Neumann machines are keeping a close watch over the Earth right now, waiting for us to reach a certain level of sophistication before they make their move. For now, all we have is curiosity and theory. But the next time you look at the night sky, consider that billions of self-replicating machines could be advancing between stars in our galaxy right now. If they exist, one of them will eventually land on Earth, or maybe, just maybe, they're already here.
İnsan uygarlığı nihayet tüm Samanyolu Galaksisi'ne yayılabilecek mi? Küçük mavi gezegenimizin ötesine geçip milyarlarca yıldız sisteminde koloniler kurabilecek miyiz? Bu oldukça ürpertici bir soru. Galaksimizde 300 milyar civarı yıldız bulunmaktadır ve bu da 160000 ışık yılını kapsıyor. Bugüne kadar güneş sistemimizin dışına gönderdiğimiz tek uzay gemisi, ışık hızının % 0,006'sı hızında hareket ediyor. Bu hızda sadece galaksinin bir ucundan diğerine gitmek bile 2,5 milyar yıl sürer. Bir de insanın hayatta kalması meselesi var. Yıldızlar arasındaki mesafe devasa büyüklükte. Çoğu gezegende sürdürülebilir şekilde yaşayamıyoruz ve hayatta kalmamız için çok fazla kaynak gerekiyor. Ancak on yıllar önce bilim adamları teoride bunun mümkün olduğunu buldu; hem insan uygarlığını tüm galaksiye yaymak, hem de bunu çok çabuk yapmak ve hiçbir fizik yasasını ihlal etmemek mümkündü. Fikirleri John von Neuman isimli matematikçinin çalışmalarına dayanıyordu; Neuman, kendini kopyalayabilen ve kendilerinden yeni nesiller yaratabilen kâğıt makineleri tasarımı yapmıştı. Bunlar sonradan von Neuman makineleri olarak tanındı. Uzay keşfi bağlamında, von Neumann makineleri dünyada birleştirilip uzaya fırlatılabilirdi. Kendine yeten bu makineler orada uzaktaki gezegenlere iniş yapacaktı. Ardından mevcut kaynakları çıkaracak ve enerji elde edip kopyalarını yaratacaktır. Onları da en yakın gezegene fırlatacak ve döngüyü sürdürecektir. Sonuç milyonlarca uzay aracının yaratılması ve bir kâse suya bırakılmış mürekkep gibi evrene yayılması olacaktır. Bilim adamları sayıları işledi ve tek bir von Neuman makinesinin, ışık hızının %5'i hızda ilerleyerek, 4 milyon ya da daha azı sürede galaksimiz boyunca kopyalanabileceğini buldu. Bu uzun bir zaman gibi gelebilir ama evrenimizin 14 milyar yıl yaşında olduğunu düşündüğünüzde, kozmik ölçekte, inanılmaz hızlıdır- tüm yıl içinde yaklaşık 2,5 saate eşdeğerdir. Von Neuman makinelerini yaratmak bizim henüz sahip olmadığımız birkaç teknolojiye ihtiyaç duyar, gelişmiş yapay zekâ, minyatürleştirme ve daha iyi tahrik sistemleri. Gerçek insanları galaksiye yaymak için onları kullanmak isteseydik, başka bir teknolojik sıçrayışa daha ihtiyaç duyardık - yapay yaşamsal organizma ve beden üretebilmek için işlenmemiş elementleri ve genetik bilgiyi kullanmak. Yine de geçen milyar yıl içinde bir uzaylı uygarlığı böyle bir makine yarattıysa ve bize doğru çoğalarak gelmeye ayarladıysa galaksimiz şimdiye kadar onlarla dolmuştur. Peki o zaman tüm bu makineler nerede? Carl Sagan gibi bazı astronomlar zeki uzaylıların kendini kopyalayan makineler yapmayacağını söyler. Bunlar kontrolden çıkabilir, kopyalanmaya devam etmek için gezegenleri çekirdeklerine kadar yok edebilir. Diğerleri de makinelerin yokluğunu zeki uzaylı uygarlıkların var olmadığının kanıtı olarak görür ya da gerekli teknoloji geliştiremeden galaksiden silinmiş olabilirler. Ama bunların hiçbiri insanları ya orada olsalardı diye hayal etmekten alıkoyamadı. Bilim kurgu yazarı David Brin, birçok farklı von Neuman makinesinin var olduğu ve eşzamanlı çoğaldığı bir evren hakkında yazar. Bazıları genç uygarlıkları karşılamak için, diğerleri de yer tespit etmek, tehdit oluşturmadan yok etmek için tasarlanmıştır. Aslında Brin'in hikâyesi "Lungfish"de, bazı von Neuman makineleri şu anda dünyayı yakından izliyor ve bizim belli bir kültür seviyesine ulaşmamızı bekliyorlar. Ardından hamlelerini yapacaklar. Şimdilik tüm sahip olduğumuz merak ve teori. Ama gelecek sefer gece gökyüzünü izlerken milyarlarca kendini kopyalayan makinenin şu anda galaksimizdeki yıldızlar arasından ilerliyor olabileceğini düşünün. Eğer varlarsa aralarından biri eninde sonunda Dünya'ya inecektir ya da belki, evet belki çoktan buradadırlar.