İçerikler

Bilim

Akciğer kanseri KRAS ilaçlarından iki farklı yolla kaçabiliyor

Akciğer adenokarsinomlarının yaklaşık dörtte birinde, hücrelerin kontrolsüz çoğalmasını sağlayan KRAS geninde mutasyon bulunuyor. Son yıllarda bu mutasyonları hedefleyen iki ilaç ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylandı. İlaçlar başlangıçta işe yarayabilse de tümörler çoğunlukla zamanla direnç kazanıyor. MIT araştırmacılarının yeni çalışması, kanser hücrelerinin bu ilaçlardan kaçmak için bilinen yola ek olarak farklı bir mekanizma kullanabileceğini gösteriyor: Tümörler bir akciğer kanseri türünden diğerine dönüşebiliyor. KRAS inhibitörleri, KRAS-G12C adı verilen mutasyonu hedefliyor. Bu tedaviler, tümörleri başka ilaçlara yanıt vermemiş hastalarda kullanılıyor; bu hastaların kanseri genellikle akciğer dışına da yayılmış oluyor. İlaçlar tedavi gören hastaların yaklaşık yüzde 35’inde etkili. Ancak tümörler sonunda çoğu kez KRAS geninin ek kopyalarını üreterek ya da KRAS’ın normalde harekete geçirdiği MAP kinaz sinyal yolunu başka biçimde etkinleştirerek yeniden büyümeye başlıyor. Bu yol hücre çoğalmasını destekliyor. Önceki çalışmalarda direnç genellikle KRAS etkinliğinin yeniden başlamasıyla açıklanmıştı: İlaçların KRAS’a bağlanmasını önleyen mutasyonlar ortaya çıkabiliyor ya da hücreler daha fazla KRAS üreterek ilacın etkisini aşabiliyor. Dana-Farber Kanser Enstitüsü araştırmacılarının 2021’de, KRAS-G12C inhibitörü almış küçük hücreli dışı akciğer kanserli 17 hastanın tümörlerini inceleyen çalışması, hastaların çoğunda ikincil direnç mutasyonları bulmuştu. Ancak iki hastada tümörler adenokarsinomdan skuamöz hücreli karsinoma dönüşmüş ve belirgin bir direnç mutasyonu taşımamıştı. Her iki tümör türü de küçük hücreli dışı akciğer kanseri sınıfında. Akciğer kanserlerinin en yaygın türü olan adenokarsinomlar çoğunlukla akciğerleri döşeyen ve sürfaktan üreten hücrelerden kaynaklanırken, skuamöz hücreli karsinomlar merkezi hava yollarının iç yüzeyini kaplayan hücrelerden gelişiyor. Bu iki kanser türü farklı genetik özellikler taşıyor ve farklı hücrelerden doğdukları düşünülüyor. KRAS mutasyonları adenokarsinomlarda, skuamöz hücreli karsinomlara kıyasla çok daha sık görülüyor. MIT ekibi, bu dönüşümü modellemek için KRAS-G12C mutasyonunu taşıyan bir fare akciğer kanseri modeli geliştirdi. KRAS inhibitörüyle tedavinin ardından, akciğer dokusundaki hücre kimliğinin korunmasına yardımcı olan Nkx2-1 genini kaybeden tümörler adenokarsinomdan skuamöz hücreli karsinoma geçiş yapabildi. Skuamöz hücreli karsinomlarda sıklıkla aşırı etkin olan DeltaNp63 adlı bir transkripsiyon faktörünü devreye sokmak da dönüşümü kolaylaştırdı. SOX2 adlı başka bir transkripsiyon faktörü de geçişe katkıda bulundu; ancak tek başına dönüşümü başlatamadı. Bu değişimi geçiren tümörlerde, adenokarsinomlarda KRAS etkinliğini artırarak dirence yol açan tipik mutasyonlar görülmedi. Bunun yerine KRAS sinyalinin kapandığı gözlendi. Araştırmacılar, hücrelerin büyümeyi sürdürmek için başka bir sinyal yolunu devreye sokabileceğini düşünüyor. Çalışmanın başyazarlarından MIT lisansüstü öğrencisi Carrie Rodriguez’e göre, dirençli skuamöz tümörler KRAS sinyalini kapattıkları ya da önemli ölçüde azalttıkları için KRAS inhibitörlerine yanıt vermiyor. Ekip şimdi tümör hücreleri skuamöz duruma geçerken neler olduğunu ve bu sırada hangi zayıflıkların ortaya çıktığını araştırıyor. Amaç, yeni ilaçlarla hedeflenebilecek noktalar bulmak ve direnci önlemenin yollarını belirlemek. Çalışmanın bir diğer başyazarı Nicolas Mathey-Andrews, bu dönüşümün henüz yeterince anlaşılmadığını, ancak araştırmacıların süreci modelleyebilmiş olmasının önemli olduğunu belirtiyor. Bu modeller, doku dönüşümünün hangi koşullarda gerçekleştiğini ve gelecekte tedaviye dönüştürülebilecek hedefleri araştırmak için kullanılacak.

MIT News · 3 dk okuma

Bilim

Kentler yeraltı suyu çekilince çöküyor; su geri gelince yeniden yükselebiliyor

Dünyanın birçok kentinde yeraltı suyu, rezervuarların kendilerini yenileyebileceğinden daha hızlı çekiliyor. Bunun sonucu, yeryüzünün yavaş yavaş alçalması. Kıyı kentleri için bu durum özellikle tehlikeli: İklim değişikliğiyle deniz seviyesi yükselirken kara da çöküyorsa, iki etki birleşiyor ve kentler deniz seviyesindeki artışa daha fazla maruz kalıyor. Ancak yeni araştırmamız, bu sürecin tersine dönebileceğini gösteriyor: Yeraltı suyu yeniden biriktiğinde kentlerin zemini yükselebiliyor. Üstelik yükselişin nerede daha hızlı gerçekleştiğini belirleyen beklenmedik bir etken var: fay hatları. Yeryüzünün zaman içinde alçalmasına zemin çökmesi deniyor ve bu durum dünyanın pek çok büyük kentini etkiliyor. Endonezya’nın başkenti Cakarta’nın bazı kesimleri yılda on santimetreden fazla çöküyor; hükümet bu nedenle kentin taşınmasını planlıyor. Çin’in 15 milyon kişinin yaşadığı kıyı kenti Tianjin de bu sorunun görüldüğü yerlerden biri. Çöküş durdurulamazsa, 2120 yılına gelindiğinde kent nüfusunun yüzde 15’inin sular altında kalacağı öngörülüyor. Benzer örnekler, yeraltı suyunun yenilenme hızından daha hızlı pompalandığı San Diego’dan İran’ın büyük kentlerine kadar uzanıyor. Aotearoa Yeni Zelanda’da yapılan yakın tarihli araştırmalar da ülkenin kentsel kıyı şeridinin yaklaşık yüzde 80’inin alçaldığını gösteriyor. Christchurch ve Wellington gibi bazı bölgelerde yeraltı suyu bu sürece katkıda bulunuyor olabilir. Pek çok kent, doğal yeraltı suyu rezervuarlarının, yani akiferlerin üzerinde kurulu. Bu su, üstündeki zemini bir ölçüde taşıyor. Akiferi devasa bir su balonuna benzetebiliriz: Yeraltından su çekildikçe balon söner, üzerindeki zemin de alçalır. Bu etki iyi biliniyor; yeraltı suyunun daha iyi yönetilmesi, çökmeyi yavaşlatmanın ya da durdurmanın temel yollarından biri olarak görülüyor. Ancak akifer uzun süre su kaybettikten sonra yeniden dolmaya başladığında zeminin nasıl tepki verdiği o kadar açık değil. Zemin, şişen bir balon gibi her yerde eşit biçimde mi yükseliyor, yoksa süreç daha karmaşık mı? Bu soruyu yanıtlamak için hem yeraltındaki su miktarının uzun dönemli kayıtlarına hem de yüzeydeki yükseklik değişimlerini milimetre hassasiyetinde ölçen verilere ihtiyaç vardı. Osaka bu araştırma için elverişli bir örnek sundu. 1920’lerden 1960’lara kadar yoğun biçimde yeraltı suyu çekilmesi, kent altındaki su seviyesini bazı yerlerde 30 metreye kadar düşürdü; zemin ise iki metreden fazla alçaldı. Bunun üzerine Japon hükümeti 1960’ların başında sıkı su çekimi kuralları getirdi. İzleyen yıllarda yeraltı suyu seviyeleri düzenli biçimde toparlanmaya başladı. Su seviyelerini izlemek için yüzeyin 500 metre altına kadar ulaşan 44 gözlem kuyusunun, 1985’e kadar uzanan kayıtlarını inceledik. Zemindeki küçük değişimleri ölçmek içinse InSAR adı verilen radar tekniğinden yararlandık. Bu yöntem, Dünya yüzeyinin uydu radar görüntülerini tekrar tekrar alıp bunları yer istasyonlarındaki hassas uydu konumlandırma ölçümleriyle karşılaştırıyor. Sonuçlar çarpıcıydı: Yaklaşık 15 milyon kişinin yaşadığı Büyük Osaka bölgesinde zemin yükseliyordu. Ortalama yükselme hızı yılda yaklaşık dört milimetreydi; bazı yerlerde bu hız 12 milimetreye ulaşıyordu. Yeraltı suyu seviyeleri de yılda bir metreye varan hızlarla yükselmişti. Suyun en hızlı toparlandığı yerlerde zemin de daha hızlı yükseliyordu. Bununla birlikte, yükseliş kent genelinde eşit değildi. Bir kent bloğunda zemin hızla yükselirken, yüz metreden daha kısa mesafedeki başka bir noktada değişim çok daha yavaş olabiliyordu. Bu keskin farklılıklar rastgele dağılmıyordu; kent boyunca uzanan dar koridorlar oluşturuyordu. Araştırmacılar bu koridorların bilinen tektonik fay hatlarıyla neredeyse kusursuz biçimde örtüştüğünü fark etti. Faylar, yer kabuğundaki kırıklardır ve çoğunlukla depremlerle birlikte anılır. Ancak Osaka’daki bulgular, yeraltı suyunun hareketini de etkileyebileceklerini ortaya koydu. Bir fayı, akiferin içinden geçen dikey bir perde gibi düşünebiliriz. Bu perde suyun yanlara doğru akışını engelleyerek yeraltında bir baraj gibi davranabilir. Osaka’daki Uemachi Fayı’nın bir tarafında yeraltı suyu seviyesi, diğer tarafındakinin üç katı hızla yükselmişti; kentteki başka faylarda da benzer örüntüler görüldü. Su, fayın akış yönünün önünde kalan tarafında birikiyor; burada hem akifer daha hızlı toparlanıyor hem de zemin daha çabuk yükseliyor. Diğer taraftaki toparlanma ise geriden geliyor. Bulgular, deniz seviyesi yükselirken kıyı kentlerinin uyum sağlaması için önemli bir olasılığa işaret ediyor. Yeraltı suyu çekimi zeminin çökmesine yol açmışsa, su çekimini azaltmak ve akiferlerin yeniden dolmasına izin vermek aşağı yönlü hareketi sınırlayabilir; bazı yerlerde tersine çevirebilir. Denizler yükselmeyi sürdürürken kıyı kentlerinin altındaki zeminin çökmesini önlemek, ısınan bir dünyaya uyum sağlamanın giderek daha önemli bir parçası olabilir.

Bilim

Düzenli egzersiz bağışıklık sistemini hücre düzeyinde yeniden şekillendiriyor

Düzenli egzersizin sağlığa yararları uzun zamandır biliniyor; ancak bu yararların hücre düzeyinde nasıl ortaya çıktığı henüz bütünüyle anlaşılmış değil. Science Advances dergisinde 18 Eylül’de yayımlanan yeni bir araştırma, düzenli egzersiz yapanlarla hareketsiz yaşayanları ayıran metabolizma ve bağışıklık sistemi değişikliklerini ortaya koyuyor. Araştırmacılara göre bulgular, diyabet, kalp hastalığı ve kanser gibi kronik hastalıkların yönetimine katkı sağlayabilecek biyolojik süreçlere işaret ediyor. Ekip, 400 yetişkinin kan örneklerini ve yaşam biçimleri hakkında yanıtladıkları ayrıntılı anketleri içeren Çin Bağışıklık Çoklu-Omik Atlası’ndan yararlandı. Egzersizin olası etkilerini daha belirgin biçimde incelemek için yalnızca en çok ve en az egzersiz yapan katılımcıların verileri karşılaştırıldı. Düzenli egzersiz grubundakiler haftada en az üç kez çalışıyor; bu süre içinde 150 dakikadan fazla orta yoğunlukta ya da 75 dakika yüksek yoğunlukta egzersiz yapıyordu. Hareketsiz gruptakiler ise hiç egzersiz yapmadıklarını bildirmişti. Araştırmacılar kan örneklerinde kan şekeri ve yağ düzeyleri gibi fizyolojik göstergeleri inceledi. Daha çok egzersiz yapanlarda şeker ve yağ metabolizmasının, kas metabolizmasının ve hücrelere zarar veren süreçlerle mücadele eden antioksidan moleküllerin düzeylerinin daha yüksek olduğuna dair işaretler buldular. Bu sistemlerin egzersizle bağlantısı daha önce de biliniyordu. Araştırmaya katılmayan Duisburg-Essen Üniversitesi’nden Michael Siebers’a göre çalışmanın asıl yeniliği, bu bağlantıları hücre düzeyinde ayrıntılı biçimde incelemesi. Siebers, araştırmanın spor sırasında hücreler arasında neler olup bittiğini ilk kez bu denli açık gösterdiğini belirtti. Bu ayrıntılı incelemede birden fazla biyolojik kaynaktan veri birleştiren “çoklu-omik” yaklaşımı kullanıldı. Metabolizmanın yan ürünleri olan metabolitlerin yanı sıra yağlar, proteinler ve DNA’ya yardımcı olan RNA da analiz edildi. Ekip ayrıca DNA’nın bir özelliği olan kromatin erişilebilirliğini araştırdı. Genler DNA sarmallarına sarılıdır; bu yapı, sıkıca sarılmış film makaralarını andırır. Kromatin erişilebilirliği yüksek olduğunda makara daha gevşek sarılmış gibidir ve üzerindeki “görüntüler”, yani genler, daha kolay okunabilir. Böylece genlerin etkinleştirilmesi kolaylaşır; hücrelerin düzgün çalışması için gereken proteinlerin üretiminde rol oynayan süreçler işlerlik kazanır. Analizler, düzenli egzersiz yapanların bağışıklık hücrelerinde çeşitli farklılıklar bulunduğunu gösterdi. Sitotoksik T hücreleri ve doğal öldürücü hücreler gibi bağışıklık sisteminin tehditlerle doğrudan mücadele eden hücreleri, egzersiz yapanlarda daha etkin görünüyordu. Henüz belirli bir tehdide göre uzmanlaşmamış ve gerektiğinde göreve çağrılabilen “naif” bağışıklık hücrelerinde de savunma için gerekli genlerin kromatin erişilebilirliği daha yüksekti. Başka bir deyişle bu hücreler, tehditlere karşı harekete geçmeye daha hazır olabilirdi. Bağışıklık sisteminin geri kalanını tehlikelere karşı uyaran hücrelerde de değişiklikler saptandı. Monositler ve B hücrelerinde, alarm sinyali veren genlerin etkinliği düzenli egzersiz yapanlarda artmıştı. Araştırmacılar, bu bulguların fiziksel aktivitenin bağışıklık sistemini olası tehditlerle mücadeleye daha hazırlıklı hâle getirebileceğini düşündürdüğünü yazdı. Hareketsizliğin tip 2 diyabet gibi kronik sağlık sorunları açısından bir risk etmeni olduğu, egzersizin ise bu riskleri azalttığı zaten biliniyor. Çalışma, egzersizin vücuttaki genel sağlık yararlarına moleküler düzeyden bir açıklama sunuyor. Bununla birlikte araştırmanın önemli sınırlamaları var. Katılımcıların ne kadar süre egzersiz yaptığı kaydedilmiş olsa da hangi tür egzersizleri yaptıkları belirlenmedi; fiziksel özellikleri hakkında da sınırlı bilgi toplandı. Ayrıca çalışma, egzersizin bağışıklık sistemindeki iyileşmelere doğrudan neden olduğunu gösteremiyor. Hareketsiz katılımcıların bağışıklık sistemindeki daha düşük etkinliğin, egzersiz yapmalarını zorlaştırmış olması da mümkün. Yine de Siebers’a göre egzersizin hücresel temellerini bu kadar derinlemesine incelemek, fiziksel aktivitenin neden iyi hissettirdiğini anlamak açısından önemli. Ona göre araştırmanın ortaya koyduğu şey “gerçekten derin” bir çalışma.

Bilim

Gizli bilgili oyunlarda insan şampiyonları geçen yapay zekâ

MIT, Carnegie Mellon Üniversitesi, New York Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi’nden araştırmacıların geliştirdiği bir yapay zekâ sistemi, masa oyunu Stratego’nun dünyanın en iyi insan oyuncularını büyük farkla yendi. Gizli bilgilere dayalı zorlu oyunlarda üstün başarı gösteren sistem, gelecekte askeri manevralardan iş görüşmelerine ve siber güvenliğe kadar, tarafların birbirlerinin elindeki bilgileri bilmediği durumlarda insanlara strateji seçmede yardımcı olabilir. Araştırma Nature dergisinde yayımlandı. Stratego, satranç benzeri bir savaş oyunudur. İki oyuncu tahtanın kendi tarafında 40’ar taş dizer ve rakibin bayrağını ele geçirmek için taşlarını hareket ettirir. Taşların kimliği karşılaşana kadar gizlidir; karşılaşma olduğunda rütbesi düşük olan taş elenir. Bu belirsizlik oyunu son derece karmaşık kılar: Taşların olası dizilişlerinin sayısı 10 üzeri 66’yı aşar; bu, satrançtaki olasılık sayısından katbekat fazladır. Bu nedenle Stratego, yapay zekânın stratejik düşünme yeteneğini sınamak için kullanılan önemli bir ölçüttür. Araştırma ekibinin geliştirdiği Ataraxos, adını kaygısız ya da sarsılmaz kişiyi anlatan Yunanca bir sözcükten alıyor. Önceki sistemler, örneğin DeepMind’ın DeepNash’i, yüksek hesaplama gücü gerektiren ve eğitim maliyeti ağır yöntemlere dayanıyordu. Milyonlarca dolarlık eğitim harcamalarına rağmen bu modeller dünyanın en iyi Stratego oyuncularını yenememişti. Araştırmacılar, Ataraxos’u daha düşük maliyetle insanüstü performansa ulaştırmak için verimli eğitim algoritmalarını, gizli bilginin bulunduğu durumlarda karar vermeye yönelik yeni tekniklerle birleştirdi. Sistem, kendi kendine oynayarak öğrenen pekiştirmeli öğrenme yöntemiyle eğitildi. Ataraxos çok sayıda oyun boyunca kendisiyle mücadele ederek Stratego’da başarılı olmaya yönelik bir temel strateji geliştirdi. Araştırmacıların tasarladığı algoritmalar, sistemin önceki yöntemlerden daha hızlı öğrenmesini sağladı; ayrıca onu her olası hamleyi tek tek tahmin etmeye çalışırken çıkmaza girmekten korudu. Gabriele Farina’ya göre Ataraxos, DeepNash’ten daha güçlü bir oyun düzeyine ulaşırken eğitim örneklerinin yüzde birinden, kendi kendine oynanan oyunların ise yüzde üçünün altından daha azını kullandı. Ataraxos oyun sırasında temel stratejisini tahtayı kurmak ve her turda ilk hamle seçeneklerini belirlemek için kullanıyor. Ancak hamle yapmadan önce karar anında planlama adı verilen bir yöntemle seçeneklerini yeniden değerlendiriyor. Üretici bir model, rakibin gizli taşlarının kimliğine ilişkin olasılık tahminleri oluşturuyor; sistem de bu tahminlerden yararlanarak gelecekteki olası hamleleri inceliyor. Böylece gelişigüzel tahmin yürütmek yerine karşılaştığı tahta ve rakip için en olası durumlara odaklanabiliyor. Farina, bu üretici modelin karar anında planlamayla kullanılmasının, Ataraxos’un insanüstü başarıya ulaşmasını sağlayan eksik parçayı tamamladığını belirtiyor. Sonuçlar dikkat çekici: Ataraxos, dünyanın en güçlü Stratego oyuncusunu 15-1-4’lük skorla rekor farkla yendi; Stratego dünya şampiyonasındaki üst düzey insan oyuncularına karşı da 39-2’lik sonuç elde etti. Farina, sistemin riski insanlardan farklı biçimde hesaplayabildiğini söylüyor. İnsan oyuncu en değerli taşı açıkta kaldığında paniğe kapılıp aşırı tepki verebilir; bot ise soğukkanlı kalıp kendi planını ele verecek hamlelerden kaçınabiliyor. Araştırmacılar yöntemi başka eksik bilgili oyunlara da uyarladı: Daha az taşla oynanan hızlı Stratego türü Barrage Stratego’ya, çok oyunculu ve işbirliğine dayalı Hanabi’ye, ayrıca iki oyuncunun üçüncü bir oyuncuya karşı birlikte mücadele ettiği Dou dizhu’ya. Ataraxos bu oyunların her birinde de insanüstü performans gösterdi. Bu sonuç, yöntemin tek bir oyuna özgü olmadığını ortaya koyuyor. Gerçek dünyadaki belirsiz durumlarda olasılıkların tümünü sıralayıp incelemek çoğu zaman mümkün değildir; seçenekler çok fazladır. Araştırmacılar bu tür sorunlarda işe yarayabilecek genel amaçlı yapay zekâ algoritmaları geliştirmeyi önemli bir ilerleme olarak görüyor. Bununla birlikte, sistemi gerçek karar süreçlerinde kullanmadan önce kararlarını insanların anlayabileceği biçimde açıklamasını ve denetlenebilmesini sağlamak gerekiyor. Farina, önerilerin uygulanıp uygulanmayacağına son kertede insanların karar vermesi gerektiğini vurguluyor. Ekip, Ataraxos’a açıklanabilirlik ölçütleri eklemeyi planlıyor; bu konuda daha yapılacak çok iş olduğunu da kabul ediyor.

Bilim

Yıldızının dönüşüne ters yönde dolanan bir gezegen keşfedildi

Gökbilimciler, küçük ve kırmızı bir yıldızın çevresinde ters yönde dolanan bir ötegezegen keşfetti. GJ 3090 b adı verilen gezegen, yıldızının dönüş yönüyle aynı yönde ilerlemek yerine ona karşı hareket ediyor. Araştırmacılar bu durumu, girdapta akıntının tersine dönen bir lastik ördeğe benzetiyor. Keşif, gökadamızdaki en yaygın yıldız türlerinin çevresinde gezegenlerin nasıl oluştuğuna ilişkin yeni ipuçları sağlayabilir. Bu gezegenin yörüngesi neden ters yönde? Yıldızlar ve gezegenler genellikle aynı gaz ve toz diskinin, yani öngezegen diskinin içinden oluşur. Yeni oluşan gökcisimleri bu nedenle çoğunlukla diskin döndüğü yönde hareket eder. Dönüş yönünü değiştirmek için çok büyük miktarda enerjinin doğru biçimde uygulanması gerekir. Daha önce de ters yörüngeli birkaç ötegezegen bulunmuştu; bu tür yörüngeler genellikle sistemdeki başka büyük cisimlerin kütleçekiminin gezegenlerin hareketini bozmasıyla açıklanıyor. Ancak GJ 3090 b’nin bulunduğu sistemde, gezegeni böylesine sıra dışı bir yörüngeye sokabilecek büyük bir cisim görünmüyor. Araştırmanın ortak yazarlarından, Cenevre Üniversitesi gökbilimcisi Yann Carteret, “Gezegeni böylesine uç bir yörüngeye zorlamış olabilecek büyük bir eşlikçi aradık,” diyor. Araştırmacılara göre bu sistemin alışılmadık yapısını açıklamak için gezegen sistemlerinin oluşumuna dair düşüncelerimizi gözden geçirmek gerekebilir. Ekip, Şili’deki La Silla Gözlemevi’nde bulunan 3,6 metrelik bir teleskopa takılı, ötegezegen aramak için kullanılan iki araçla toplam 23 saatlik gözlem yaptı. GJ 3090 b’nin yıldızının önünden on kez geçtiğini kaydettiler. Gezegen yıldızın önünden her geçişinde Dünya’ya ulaşan yıldız ışığı biraz azaldı. Işıktaki bu azalmanın miktarı ve ne kadar sürdüğü, gezegenin boyutunu ve yörüngesine ilişkin bilgileri ortaya çıkardı. Keşfi zorlaştıran etkenlerden biri, yıldızın M cücesi olmasıydı. M cüceleri küçük, görece soğuk ve o kadar sönüktür ki Dünya’ya en yakın olanları bile çıplak gözle görülemez. Samanyolu’ndaki yıldızların yaklaşık dörtte üçü bu türden olduğu için, onları incelemek gökadamızdaki ötegezegenleri anlamada özel önem taşıyor. GJ 3090 sistemi iki, belki de üç gezegenden oluşuyor; bunların her biri Neptün’den küçük ve yıldızının çevresindeki turunu 16 günden kısa sürede tamamlıyor. Sistemin iç tarafındaki gezegen GJ 3090 b ise yıldızının çevresinde yaklaşık 2,9 günde bir dolanıyor. Yörüngesi, bilim insanlarının şimdiye kadar saptadığı en büyük hizasızlıklardan birine sahip: Yıldızın dönüş eksenine göre 136 derece eğik. Başka bir deyişle gezegen neredeyse baş aşağı dönüyor; araştırmacılar bu durumu Güneş Sistemi’ndeki Venüs’le karşılaştırıyor. GJ 3090 b yıldıza en yakın gezegen olduğu için, yörüngesinin büyük bir gezegen ya da gizli bir ikili yıldız tarafından bozulmuş olması pek olası görünmüyor. Sistemdeki diğer gezegenler baş aşağı dönmüyor; ayrıca yıldızdan daha uzaktalar ve büyük bir kütleçekimsel bozulmadan daha fazla etkilenmeleri beklenirdi. Araştırmacılar bunun yerine gezegenin en başından beri ters yönde oluşmuş olabileceğini öne sürüyor. Sistem dışından içeri çekilen büyük miktarda gaz ve toz, ilk öngezegen diskinin yerini farklı bir açıyla duran ikinci, daha yeni bir diske bırakmış olabilir. Ters yörüngeli gezegen de bu yeni diskten doğmuş olabilir. İç gezegenleri oluşturan maddenin miktarı, yıldızın dönüş yönünü değiştirecek kadar büyük bir etki yaratmadığından, yıldız ile gezegenlerin dönüşleri arasındaki hizasızlık korunmuş olabilir. Araştırmanın ortak yazarı Vincent Bourrier’e göre, farklı yönde duran ikinci bir diskten yeniden oluşan bir gezegen sistemi fikri heyecan verici; genç bir yıldızın çevresindeki ortamın, gezegen sisteminin mimarisini beklenenden çok daha fazla etkileyebileceğini düşündürüyor.

Bilim

Süper El Niño’nun tetiklediği Kelvin dalgası Kaliforniya kıyılarını tehdit ediyor

Bu yılki süper El Niño’nun tetiklediği güçlü bir “Kelvin dalgası”, Orta ve Kuzey Amerika’nın Pasifik kıyılarına doğru ilerliyor. Araştırmacıların uyarısına göre dalga, yakında Kaliforniya kıyılarına ulaşacak ve deniz seviyesini aylar boyunca 30 santimetreye kadar yükseltebilecek. Kelvin dalgaları, gezegen ölçeğinde görülen ve bilim insanlarının iyi bildiği bir okyanus olayı. Ancak bu tahmin kaygı yaratıyor; çünkü dalga, rekor kırması beklenen El Niño’nun bu kış getirebileceği şiddetli fırtınaların, kabarmaların, su baskınlarının ve kıyı aşınmasının etkilerini artırabilir. Ulusal Oşinografi Merkezi’nde fiziksel oşinograf olan David Webb’e göre Kelvin dalgası, binlerce kilometre boyunca uzanan ve Dünya’nın dönüşünü dengeleyen bir dalgalanma. El Niño yıllarında ortaya çıkan dalgalar ise sıradan Kelvin dalgalarından farklı. Deniz yüzeyini yükseltmenin yanı sıra, okyanus içindeki bir sınırın da salınımına yol açıyorlar. Daha sıcak ve daha az yoğun yüzey suyu ile daha soğuk ve yoğun alt katmanlar arasındaki sınır, yaklaşık 100 metre derinlik içinde yukarı aşağı hareket ediyor. Bu nedenle El Niño’nun tetiklediği dalgalara “iç Kelvin dalgaları” deniyor. İç Kelvin dalgaları, Pasifik Okyanusu’nun en batısında, ekvator çevresindeki yüzey rüzgârlarının değişmesiyle oluşuyor. Batı yönlü rüzgâr patlamaları, Güney Amerika’dan Asya’ya doğru esen düzenli alize rüzgârlarını zayıflatıyor. Böylece Pasifik’in batısında biriken sıcak su ve yükselmiş deniz seviyesi yavaşça doğuya doğru ilerleyebiliyor. Webb, bu dalganın oluşumunun farklı yer ve zamanlardaki rüzgâr değişimlerine bağlı olduğunu belirtiyor. Bu yüzden ortaya tek ve düzgün bir dalga çıkmayabilir; süreç biraz “karmaşık” olabilir. Bir iç Kelvin dalgası başladıktan sonra araştırmacılar, ekvator boyunca ilerleyişini izleyip Güney Amerika kıyılarına ne zaman ulaşacağını tahmin edebiliyor. Dalga kıtanın daha doğusuna ilerleyemediğinden iki kola ayrılıyor. “Kıyıya hapsolmuş dalgalar” olarak adlandırılan bu kollar, saatte yaklaşık 10 kilometre hızla kuzeye ve güneye doğru binlerce kilometre yol alıyor. Bu nedenle mevcut dalga yalnızca Kaliforniya’yı etkilemeyecek: Webb’e göre doğu Pasifik’e kıyısı olan bütün ülkeler ve bölgeler risk altında. İç Kelvin dalgasının etkisi, El Niño bölgede fırtına doğursun ya da doğurmasın, gelgitlerin üzerine eklenecek. Webb, gelgit düzeninin ve akıntılarının bir süreliğine, belki birkaç hafta boyunca bozulabileceğini söylüyor. Bu dönemde hem yüksek hem de alçak gelgit seviyeleri normalden yüksek olabilir; yükseliş onlarca santimetreye, yaklaşık 30 santimetreye ulaşabilir. Daha yüksek gelgitler, fırtınaların kıyılardaki etkisini büyütüyor. Kaliforniya Kıyı Komisyonu yöneticisi Kate Huckelbridge, El Niño sırasında ABD’nin bazı bölgelerinde fırtına olasılığının arttığını belirterek kıyı sakinlerine aşırı koşullara hazırlanmaları uyarısında bulundu. Huckelbridge, geçmiş El Niño olaylarından çıkarılan önemli bir dersin, en yıkıcı fırtınaların çoğu zaman en yüksek gelgitlerle çakıştığı olduğunu yazdı. Aynı fırtına, alçak gelgit yerine yüksek gelgit sırasında zirveye ulaştığında çok daha fazla hasara yol açabiliyor. Webb’e göre fırtınalar tek başlarına deniz seviyesini 1 metreden fazla yükseltebilir; iklim değişikliği de deniz seviyesini şimdiden en az 20 santimetre artırmış durumda. Kaliforniya Valisi Gavin Newsom, tahmin edilen hava koşullarına karşı eyaletin fırtınalar gelmeden ekipman ve kaynakları harekete geçirebilmesi için olağanüstü hâl ilan etti. Bir El Niño sırasında birden fazla iç Kelvin dalgası oluşabilir; en büyükleri genellikle kışın görülür. Ancak Webb, bu kez tam bir dalgadan fazlasının oluşmasını beklemiyor.

Bilim

CHIME teleskobu evrenin hızlanan genişlemesini incelemenin yeni bir yolunu açıyor

Bilim insanları, evrenin neden giderek daha hızlı genişlediğini araştırmak için yeni bir araç geliştirdi. Kanada’daki Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), eski evrendeki hidrojen gazının dağılımını haritalamak üzere tasarlanmış bir radyo teleskopları ağı. Yeni bir araştırma, CHIME’ın bu gözlemleri ilk kez başka teleskopların desteği olmadan, yalnızca kendi verileriyle yapabildiğini gösteriyor. Sonuca ulaşmak yedi yıl sürdü; ancak yöntem, karanlık enerjiyi incelemek için daha ekonomik bir yol sağlayabilir. Karanlık enerji, evrenin genişlemesinin zamanla hızlanmasına yol açtığı düşünülen, henüz yeterince anlaşılmamış bir etkidir. Araştırmanın ortak yazarlarından, Toronto Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı Arnab Chakraborty, hidrojenin evrendeki en yaygın element ve yıldızların oluştuğu ham madde olduğunu belirtiyor. Hidrojenin zayıf radyo yayımı, uzaydaki maddenin nasıl dağıldığını gösteren bir tür kozmik izleyici işlevi görüyor. CHIME, çoğunlukla Britanya Kolumbiyası’ndaki Penticton yakınlarında bulunan radyo teleskoplarından oluşuyor ve her gün kuzey gökyüzünün tamamını tarıyor. Yeni sonuçlardan önce teleskopun gözlemlerinin başka teleskoplarla doğrulanması gerekiyordu. Bu süreç hem zaman alıyor hem de masraflı oluyordu. Araştırmacılara göre CHIME’ın eski evrendeki hidrojen gazını kendi verileriyle gözlemleyebilmesi önemli; çünkü böylece diğer teleskoplara dayanmayan bağımsız bir ölçüm elde ediliyor. Araştırma, 2019 yılında yapılan 94 gecelik gözleme dayanıyor. Veriler yayımlanmadan önce dikkatle tekrar tekrar denetlendi. CHIME, Büyük Patlama’dan yaklaşık üç milyar yıl sonrasına ait radyo sinyallerini tespit edebiliyor; o dönemde evren bugünkü yaşının yalnızca bir bölümüne ulaşmıştı. Chakraborty, ekibin yanlış alarm olasılığını elemek için yoğun biçimde çalıştığını, bütün kontrollerden sonra sinyalin varlığını korumasının uzak evrendeki gerçek hidrojen gazını gördüklerine güven verdiğini söylüyor. The Astrophysical Journal’da yayımlanan eşlikçi bir çalışma, hidrojenin kozmosta nerelerde bulunduğuna ilişkin ek bulgular sunuyor. Araştırmaya göre hidrojenin yaklaşık yüzde 2’si “nötr atomik” biçimde; yani atomları bir proton ve bir elektron içeriyor ve toplam elektrik yükü taşımıyor. Çalışmanın ortak yazarlarından Arizona State Üniversitesi’nden Shabbir Shaikh, bu oranın diğer teleskopların ölçümleriyle genel olarak uyumlu olduğunu belirtiyor. Bu yaygın gazın dağılımını haritalamak, evrenin farklı dönemlerde nasıl genişlediğine dair yeni ipuçları sağlayabilir. Ekip, sonraki araştırmalarda CHIME’ın yedi yıllık diğer gözlem verilerini de inceleyerek hidrojen gazına ilişkin bilgilerini artırmayı planlıyor.

Bilim

Kokpitler dışarıdan gelen tehditlere karşı nasıl korundu?

FlyDubai’nin bir pilotunun, çoğunluğu İsrailli yolculardan oluşan uçağı düşürmek amacıyla kaptan pilotu bıçakladığı iddiası, havacılık güvenliğine ilişkin tartışmaları yeniden gündeme getirdi. Haberlere göre yolcular kokpite girerek saldırgan olduğu öne sürülen kişiyi etkisiz hâle getirdi; uçak güvenli biçimde Suudi Arabistan’daki bir piste yönlendirildi. Olay sırasında İsrail savaş uçaklarının da havalandırıldığı bildirildi. Peki havayolları bu tür olayları önlemek için neler yapıyor? Havacılık güvenliği alanında 40 yıllık deneyime sahip uzman Jeff Price, ABD’deki uygulamaları anlatıyor. ABD’de 11 Eylül saldırılarından sonra alınan önlemlerin çoğu, dünyanın başka yerlerinde de iyi uygulama örneği olarak benimsendi. 11 Eylül 2001’de teröristler dört yolcu uçağının kokpitini ele geçirmiş, bunlardan üçünü hedeflere çarpmıştı. Dördüncü uçak ise yolcuların saldırganlara karşı koymasının ardından düşmüştü. Bu saldırılar, kokpiti dışarıdan gelebilecek tehditlere karşı korumaya yönelik güvenlik kurallarını ve uygulamalarını kökten değiştirdi. Ancak uçak içindeki, özellikle de mürettebattan kaynaklanabilecek tehditler çok daha zor bir sorun olmaya devam ediyor. ABD’de pilotlar ve kabin görevlileri işe alınırken sabıka kaydı kontrollerinden ve güvenlik değerlendirmelerinden geçiriliyor. Bu incelemeler, kişinin ağır bir suçtan hüküm giyip giymediğini ya da havacılık için başka bir tehdit oluşturup oluşturmadığını belirlemeyi amaçlıyor. 11 Eylül öncesinde mürettebat için esas olarak iş geçmişi kontrol ediliyordu; bugünkü kontroller daha kapsamlı. Mürettebat ayrıca işe başlarken kimlik doğrulamasından geçiyor ve havalimanlarına özel giriş noktalarını kullanıyor. Yolcularla aynı güvenlik taramasından geçmeseler de Ulaştırma Güvenliği İdaresi (TSA) tarafından rastgele fiziksel kontrole tabi tutulabiliyorlar. Bununla birlikte, bir mürettebat üyesi suç işlemeye kararlıysa, gerekli erişime zaten sahip olabilir. Rastgele kontroller silah taşınmasını caydırabilir, ancak her olası girişimi önleyemez. 2015’te Germanwings uçağının yardımcı pilotu, kaptan tuvalete gittiğinde onu kokpitin dışında bırakmış ve uçağı Fransız Alpleri’ne düşürmüştü. Bu örnek, kokpit güvenliğinin yalnızca yolcuların uçağa ne getirebileceğiyle ilgili olmadığını gösteriyor. ABD’de bazı pilotlar, 2002 tarihli İç Güvenlik Yasası’yla oluşturulan Federal Kokpit Görevlisi programı kapsamında silahla uçuyor. Federal Havacılık İdaresi’nin onay verdiği bu program, pilotların uçak korsanlığına ya da başka bir suç amaçlı şiddet eylemine karşı uçağın kontrolünü savunmak için ateşli silah kullanabilmesini öngörüyor. Programa katılacak mürettebatın eğitim alması, sağlık sertifikasına sahip olması ve iki yılda bir silah yeterlilik sınavını geçmesi gerekiyor. 11 Eylül’den önce pilotlar ve kabin görevlileri yolcular gibi güvenlik taramasından geçirilmiyordu; bu program da henüz yoktu. Mürettebatın güvenlik eğitimleri de değişti. TSA’nın yürürlükteki kuralları, pilotların ve kabin görevlilerinin düzenli olarak güvenlik eğitimi almasını şart koşuyor. Eğitimlerde kendini savunma ve uçak kaçırma girişimlerine müdahale etme gibi konular yer alıyor. 11 Eylül öncesinde mürettebata saldırganlarla iş birliği yapmaları öğretilirken, günümüzde eğitim kokpiti savunmaya ve aktif biçimde direnmeye odaklanıyor. Kokpit kapıları da saldırılardan sonra güçlendirildi. Önceleri bu kapılar, tuvalet kapıları kadar dayanıksız olabiliyordu; artık dışarıdan girmeye çalışanlara karşı ciddi bir engel oluşturmaları amaçlanıyor. FlyDubai olayında yaralı kaptanın kapı kilidini açarak yolcuların içeri girmesine izin verdiği bildirildi. ABD’deki yeni uçaklarda, kokpit kapısı açıldığında koruma sağlayan ikinci bir fiziksel bariyer de bulunması gerekiyor. Ancak bu önlemler, tehlike kokpite zaten girmişse işe yaramıyor. Uzmanın temel uyarısı şu: Güvenlik önlemlerinin büyük bölümü yolcuların kokpite erişmesini önlemeye yönelik; pilotların uçağı ele geçirmesini engellemek içinse çok az şey yapılabiliyor. Böyle olaylar tarihte yaşandı, ancak bunları önlemenin kolay bir yolu henüz bulunmuş değil. Kokpite bir hava polisi yerleştirmek bile kesin çözüm sayılmaz; onun da tehdidin parçası hâline gelmesi ihtimali var. Sonunda sistem, uçağın sorumluluğunu taşıyan kişilere güvenmek zorunda. ABD’deki yaklaşımın önemli bir bölümü de bu güven varsayımına dayanıyor.

Bilim

Kuantum alanları enerji taşıyorsa gerçek midir?

Fiziğin felsefeyle kesiştiği en temel sorulardan biri şu: Gerçek olan nedir? Evreni, etkileşip ölçebildiğimiz parçacıklardan mı ibaret saymalıyız; yoksa parçacıkları kuantum olasılıklarının dalga-parçacık karışımı olarak mı anlamalıyız? Daha derine inerek, parçacıkların aslında uzayı dolduran alanların geçici ve kararlı uyarımları olduğunu söyleyebilir miyiz? Kuantum fiziği, konum ve momentum gibi niceliklere aynı anda kesin değerler verilemeyeceğini gösterdi. Bunları tek bir sayıyla değil, mümkün sonuçların olasılık dağılımıyla betimliyoruz. Kuantum alanlarının ortaya çıkmasıysa gerçekliğe ilişkin tartışmayı daha da karmaşıklaştırdı: Alanlar gerçekten var mıydı, yoksa yalnızca hesap yapmaya yarayan araçlar mıydı? Kuantum alan kuramı, fizikçilerin parçacıklar kuantumsa alanlar da kuantum olmalı diye düşünmesiyle doğmadı. İlk kuantum mekaniğinin kendi içinde ve görelilik kuramıyla arasında bulunan sorunları çözme ihtiyacından gelişti. Kuantum mekaniğinde ölçülebilir nicelikler olasılıklarla tanımlanırken, bu olasılıklar zamanla değişir. Oysa Einstein’ın görelilik kuramında zaman, gözlemcinin hareketine bağlıdır; fizik yasalarının farklı hareket hâllerindeki gözlemciler için aynı biçimde işlemesi gerekir. Schrödinger denklemi bu koşulu karşılamıyordu. Klein–Gordon, Dirac ve Proca denklemleri, farklı spin değerlerine sahip parçacıklar için görelilikle uyumlu betimlemeler sağladı; ancak parçacıkların belirsiz konum ve momentumlarıyla ürettikleri alanları klasik biçimde ele almak yeni sorunlar doğuruyordu. Böylece yalnızca parçacıkların değil, alanların da kuantum işleçleri olarak ele alındığı kurama geçildi. Kuantum alan kuramı, parçacık-karşıt parçacık çiftlerinin oluşup yok olmasından radyoaktif bozunmaya, elektron ve müonların manyetik özelliklerindeki küçük düzeltmelere kadar birçok olguyu açıklamayı mümkün kıldı. Yine de bu başarı, alanların kendi başlarına gerçek olduğunu tek başına kanıtlamaz: Başarılı bir matematiksel betimleme, gerçekliğin kendisi olmak zorunda değildir. Bir şeyi doğrudan göremesek de ondan enerji çekebiliyor, onunla iş yapabiliyor ya da kurama özgü, ölçülebilir sonuçlar elde edebiliyorsak gerçekliğine dair güçlü kanıtımız olur. Yazıda bu açıdan üç deneysel olgu öne çıkarılıyor. İlki Casimir etkisi. Kuantum alanlarının uzayda farklı dalga boylarında dalgalandığı düşünülebilir. İki iletken levha birbirine çok yaklaştırıldığında, levhalar arasındaki bölgede bulunabilecek elektromanyetik dalga biçimleri sınırlanır; levhaların dışında ise aynı kısıtlama yoktur. Bu fark, levhaların iç ve dış yüzeylerine etki eden kuvvetleri değiştirerek onları birbirine çeker. Hendrik Casimir bu etkiyi 1948’de öngördü. Steve Lamoreaux’un 1997’de yaptığı ölçüm, sonucu yüzde 95’ten daha yüksek bir kesinlikle kuramsal tahminle uyumlu buldu. Sonraki deneyler, paralel levhalar ve daha karmaşık düzenekler arasında da etkiyi ölçtü. Alanlar yalnızca hesaplama kolaylığı olsaydı, bu fiziksel kuvvetin açıklanması güçleşirdi. İkinci olgu, vakum çiftkırılmasıdır. Çok güçlü bir manyetik alanda, boş uzayın kuantum alanları bu alandan etkilenir; uzay, içinden geçen ışığın kutuplaşmasını değiştirebilir. Bu etki, Dünya’daki laboratuvarlarda üretilemeyen güçte manyetik alanlara sahip nötron yıldızlarının çevresinde aranabilir. 2016’da araştırmacılar, Dünya’dan 400 ışık yılı uzaktaki RX J1856.5-3754 nötron yıldızından gelen ışığın doğrusal kutuplaşmasını ölçtü. Ölçülen oran yüzde 16’ydı. Yıldızın çevresindeki boşlukta kuantum alanlarının ışığa etkisi hesaba katılmadan bu sonuç açıklanamıyordu. Üçüncü örnek Schwinger etkisi: Yeterince güçlü bir elektrik alanının, boş uzaydaki kuantum dalgalanmalarından parçacık ve karşıt parçacıklar oluşturması beklenir. Elektronlarla pozitronlar, elektrik alanında birbirinden uzaklaşabilir; böylece yeniden yok olmaları engellenebilir. Julian Schwinger bu olguyu 1951’de öngörmüştü. Nötron yıldızlarının içindeki koşulların bu etkiyi yaratabileceği düşünülse de bunları Dünya’da kurmak mümkün görünmüyordu. 2022’de bir araştırma ekibi, grafen katmanlarından oluşan özel bir yapıda güçlü elektrik alanı uygulayarak elektronlar ile bunların yoğun madde fiziğindeki benzerleri olan “deliklerin” kendiliğinden ortaya çıkmasını sağladı. Oluşan akımlar, kuramın tahminleriyle uyumluydu. Kuantum alanlarının önemine daha önce de işaret eden bulgular vardı. 1947’deki Lamb–Retherford deneyi, hidrojen atomundaki bazı enerji düzeyleri arasında küçük bir fark bulunduğunu gösterdi. Bu farkı açıklamak için kuantum alan kuramı gerekiyordu. Ancak Casimir etkisi, vakum çiftkırılması ve Schwinger etkisi özellikle dikkat çekici; çünkü önce kuram tarafından öngörüldüler, deneysel gözlemleri daha sonra geldi. Kuram, daha önce bilinen bir olguyu açıklamakla kalmayıp yeni ölçülebilir sonuçlar da ortaya koydu. Kuantum alan kuramıyla karanlık enerji arasında da olası bir bağ bulunuyor. Evrenin hızlanan genişlemesine yol açan etki, boş uzayın sıfır-nokta enerjisinin küçük ama sıfırdan farklı olmasıyla uyumlu görünüyor. Ne var ki bu bağlantı hâlâ varsayımsal; uzayın sıfır-nokta enerjisini hesaplamak bugünkü fiziğin kapasitesini aşıyor. Yine de kuantum alanlarının enerji taşıması ve ışıkla madde üzerinde ölçülebilir sonuçlar doğurması, onları salt matematiksel araçlar saymayı zorlaştırıyor. Bu, “gerçek” sözcüğünün bütün felsefi sorularını kapatmasa da alanların fiziksel gerçekliğine dair güçlü bir gerekçe sunuyor.

Bilim

Disney World’ün yeraltı tünelleri şehirleri milyarlarca dolarlık zarardan kurtarabilir

Amerikan şehirlerinin altında kablolar, borular ve gaz hatları birbirine dolanmış durumda. Yükleniciler asfaltı kazmaya başladığında, elektrik, su, kanalizasyon, telekomünikasyon ve gaz hatlarından oluşan bu karmaşık ağın içinden zarar vermeden geçmeye çalışıyor. Yüzeye çizilen renkli işaretler yardımcı oluyor: mavi suyu, kırmızı elektriği, sarı gazı, turuncu telekomünikasyonu gösteriyor. Yine de yılda yaklaşık 700 bin kazı kazası yaşanıyor; başka bir deyişle her 47 saniyede bir bir şeyler ters gidiyor. Bir kepçe kabloyu kesip 911 acil çağrı merkezini devre dışı bırakabiliyor ya da bir elektrik hattına çarparak yangına yol açabiliyor. Yakın zamanda tek bir telekomünikasyon kablosunun kesilmesi, büyük havaalanlarında uçuşların aksamasına bile neden oldu. Şehirlerin altı, özellikle sosyal medya ve yapay zekâ hizmetleri için veri taşıyan fiber optik kabloların hızla yayılmasıyla daha da kalabalıklaşıyor. Buna karşın kazı öncesi hatların yerini belirlemek için kullanılan telefon hattı ve boya işaretleri yetersiz kalabiliyor. Ortak Zemin İttifakı’nın (Common Ground Alliance) tahminine göre bu kazalar ABD’ye yılda yaklaşık 83,2 milyar dolara mal oluyor; bu, ülkenin toplu taşımaya yaptığı yıllık yatırımın kabaca karşılığı. Maliyet yalnızca hasarlı hatlardan kaynaklanmıyor: Haritalanmamış bir boru ya da yanlış işaretlenmiş kablo, bir inşaat projesini aylarca geciktirebiliyor ve tasarımın baştan yapılmasını gerektirebiliyor. Yanlış kazıların bedeli kimi zaman can kaybı da oluyor. Missouri’de, evinin yakınında bir gaz hattının delinmesi sonucu sızan gazın neden olduğu patlamada beş yaşındaki Alistair Lamb hayatını kaybetti. Dallas’ta ise işçilerin haritada bulunmayan bir gaz hattına çarpmasıyla bir apartman kompleksi patladı ve üç kişi öldü. Sorumluluk çoğu zaman özel şirketler, kurumlar ve yükleniciler arasında dağılıyor; bu nedenle şehirlerin altında yatan sorunlar büyük ölçüde görünmez kalıyor. Oysa daha güvenli ve uzun vadede daha ucuz bir yaklaşım mümkün. Bunun dikkat çekici bir örneği Disney World’deki Magic Kingdom’ın altında bulunuyor. Parkın geniş tünel ağı, yani “utilidor”lar, başlangıçta Mickey ve diğer karakterleri ziyaretçilerin gözünden uzak biçimde dolaştırmak için tasarlanmıştı. Zamanla elektrik, su, kanalizasyon ve animatronik sistemlerinin de geçtiği büyük bir altyapı koridoruna dönüştü. Hatlar toprağa gelişigüzel gömülmek yerine tünellerin duvarlarına ve tavanlarına yerleştiriliyor. Böylece hava koşullarından ve zemindeki değişimlerden korunuyor; kolayca denetlenip onarılabiliyor. Bu sistemin ilk yapım maliyeti yüksek olsa da gaz hattına yanlışlıkla zarar verme riskini azaltıyor ve tamir için her seferinde sokakları kazma ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Uzmanlara göre, sık sık kazılan yerlerde bu yöntem uzun vadede çok daha ekonomik olabilir. Yeraltı altyapısını erişilebilir tünellerde toplamak yalnızca eğlence parklarına özgü değil. Prag, tarihi parke taşlı sokaklarını boru ve kablo tamiratı için tekrar tekrar kazmaktan bıkınca 1970’lerde geniş bir tünel ağı kurmaya başladı. Bugün bu ağdaki kabloları haritalamak için robot köpeklerden de yararlanılıyor. Singapur, suyu, enerjiyi ve veriyi taşıyan yürünebilir tüneller inşa ediyor. Tokyo’nun bazı büyük bölgelerinde hatlar beton kanallarda saklanırken Paris’te su borularının ve fiber optik kabloların bir bölümü, şehrin kanalizasyon sistemi boyunca uzanıyor. ABD’deki birçok üniversite kampüsünün de kendi altyapı tünelleri var. Elbette bütün şehirlerin mevcut hatlarını bir anda taşıması hem çok pahalı hem de son derece aksatıcı olur. Bunun yerine yeni bir bina ya da metro hattı için altyapı zaten yer değiştireceği zaman, hatları ortak bir tünele almak mümkün. New York’ta bazı sokaklar son 30 yılda her yıl kazılmış. Bu tür öncelikli noktalarda boruları büyük bir beton kanal içinde toplamak, sonraki onarımların sokak ve kaldırımları bozmadan yapılmasını sağlayabilir. Bir öğrenci araştırması, New York’un bazı bölgelerinde tünel kurmanın hatları doğrudan toprağa gömmekten en az iki kat pahalı olacağını; ancak maliyetin 47 yıl içinde karşılanabileceğini hesapladı. Bunun için öncelikle şehirlerin yeraltında ne bulunduğunu daha iyi bilmesi gerekiyor. New York Üniversitesi’nden inşaat ve kent mühendisliği profesörü Debra Laefer’in yönettiği, Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen 1,2 milyon dolarlık pilot çalışma, New York’un yeraltı hatlarının üç boyutlu haritasını çıkarmayı amaçladı ve daha sonra şehir çapında bir girişime dönüştü. Kent yönetimi geliştirilmiş sistemi 2028’de kullanıma sunmayı planlıyor. Birleşik Krallık ise yüzlerce kurum ve şirkete ait üç milyon kilometreden fazla yeraltı hattını gösteren dijital bir harita oluşturdu; bunun gecikmeleri ve kazara hasarları azaltarak yılda 500 milyon dolardan fazla tasarruf sağlayabileceğini öngörüyor. Singapur’da koordinasyon ve haritalama çalışmaları, 2024’ten bu yana altyapı çakışmalarını önleyerek tahminen 230 milyon dolar tasarruf ettirdi. ABD’de bu çözümlerin yaygınlaşmasının önünde teknik engellerden çok kurumsal ve siyasi sorunlar var. Çok sayıda özel altyapı şirketinin elindeki verileri paylaşması zor; yerel ve eyalet düzeyindeki kurallar da parçalı. Ancak fiber kablolar yeraltına indikçe, hat kazaları uçuşları ve inşaatları aksattıkça, bu işin ertelenmesinin bedeli artıyor. Laefer’e göre gerekli teknoloji zaten mevcut; asıl mesele siyasi irade ve kaynak ayırmak.