Python programla dili son yıllarda çok popüler bir dil oldu. Bunun en önemli sebeplerinden birisi yapay zekâ algoritmalarının Python ile yazılmış olması. Diğer taraftan bilim insanlarının en çok kullandığı dil yine python. Çünkü Python açık kaynak yani bir ücret ödenmiyor. Python programlamayı kolay ve eğlenceli hale getiriyor ve çoklu programlama paradigmaları nedeniyle büyük kuruluşlarda yaygın olarak kullanılıyor. Otomatik bellek yönetimi ve dinamik özellikleri ile kapsamlı ve geniş bir standart kütüphaneye sahip. Bilgisayar devi Google’ın Python’u resmi programlama dillerinden biri haline getirilmesiyle dünya çapında önem kazanmıştır.
Orta ölçekli bir teleskop bir gecede insanlığın şimdiye kadar ürettiği data (veri) kadar data üretiyor. Palomar Gözlemevi’nin ürettiği data 3 TB iken, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü CALTECH’in uzay teleskopu GALEX (The Galaxy Evolution Explorer) 30 TB, Avustralya’nın teleskobu SkyMapper ( Southern Sky Survey) 500 Terabyte, NASA JPL’in Hawaii’deki teleskobu PanSTARRS 40 PetaByte veri üretiyor. Dünya’daki bütün teleskopları birleştirdiğimizde oluşan datanın miktarı nerdeyse zettabytelara ulaşıyor. Bu verileri incelemek, analiz etmek ve bilim adamlarının kullanımına sunmak Python için işten bile değil. Kısacası Python ile az zamanda ok ve büyük işler yapabilirsiniz
Astronom veya Astrofizikçi deyince akla hemen Edwin Hubble gibi teleskop başında gözlem yapan bilim insanları akla gelir. Ancak profesyonel astronomlar belki de yıllardır bir teleskop başına geçip gökyüzünü seyretmemiştir. Profesyonel astronomların yaptıkları tek şey büyük teleskoplardan gelen verileri Python kullanarak analiz etmekten ibarettir. Çünkü optik teleskoplarla gökyüzüne baktığımızda uzak mesafelerde nokta şeklinde görülen gök cisimlerini görürüz. Hatta çoğu zaman göremeyiz bile. Optik Teleskoplar uzun pozlama ile saatlerce ışık toplar ve insan gözüyle görülemeyecek gök cisimlerini bu sayede görüntüleyebilir. Özellikle Nebula(uzaydaki gaz ve toz bulutları) arkasında saklanmış yıldızları galaksileri norma gözle görmek zaten imkansızdır. Onları X-ışınları algılayan teleskoplar ile gözleriz. Fakat bu gözlem optik değil bir virgül ile ayrılmış bir metin dosyasına kaydedilen rakamlardan ibarettir. İşte bu cisimlerin özelliklerini anlamak için bu metin dosyalarındaki veriyi toplayıp analiz etmek gerekir. Bunu analiz etmek için en iyi araç ise Python Programlama dilidir.
Yaklaşık 10 yıl uzaydan yıldızları izleyip 4 binden fazla öte gezegen keşfeden ve başka dünyalar hakkında inanılmaz bilgiler elde etmemizi sağlayan Kepler Uzay Teleskobunun bilime çok büyük katkısı var. Ötegezegenleri optik teleskoplarla görmek çok kolay birşey değil. O yüzden yıldızın ışığının tayfını incelemek gerekir. Bunun içinde veri toplamak ve bu verileri analiz etmek yine Python’un işi. Kepler Uzay Teleskobu’nun topladığı veriler genelde hep Python ile analiz edilmiştir ve bu Github.com açık kod olarak durmaktadır. Yani ufak bir arama ile Kepler teleskobunun gönderdiği bütün verilere ulaşabilir ve bu verileri analiz eden Python kodunu görebiliriz. Fırlatılması yılan hikayesine dönen James Webb uzay teleskobu ay üzerindeki bir demir paranın bile resmini çekebilecek özelliklere sahip. James Webb Uzay Teleskobu tenis sahası büyüklüğünde. 1.5 metrelik 18 tane aynadan yapılan teleskobun yüzeyi 24 karat altınla kaplandı. Kalınlığı milimetreden bile küçük 1000 angstrom olan altın tabaka 25 metrekare teleskobun yüzeyine sırlandi. Toplamda 48.25 gram altın harcandı. Altın kullanılmasının sebebi ise Alüminyuma göre aldığı ışığın %98’ini yansıtması. Diğer teleskoplarda bu oran %85 idi. Bu teleskobun göndereceği veri ise şimdiye kadar üretilen verilerden kat kat fazla veri üretecek ve bu veriyi analiz etmek yine python programlama dilinin işi.
Öte yandan Hubble Uzay Teleskobu milyonlarca galaksinin resmini çekmiş ve bize inanılmaz güzel uzay fotoğrafları göndermiştir. Her gece çekilen binlerce fotoğrafı insan gözüyle incelemek çok zordur. Bunun yerine basit bir algoritma ile milyonlarca resmi bir kaç saniye içerisinde analiz etmek ve insanların asla göremeyeceği ayrıntıları görmek için Computer Vision ile Python programlama sayesinde olabilir. Bir insan günde sayılı sayıda fotoğrafa bakabilir fakat python milyonlarca resmi milisaniyeler içinde insanlardan daha teferruatlı inceleyebilir ve insanların hiç bakmadığı bir açıdan verileri analiz edebilir.
2015 yılında LIGO dedektörleri tarafından algılanan kütleçekim dalgaları yine Python programlama dili sayesinde olmuştur. Bu keşif bilim insanlarına Nobel Fizik Ödülü’nü de kazandırmıştır. Görüldüğü gibi başarılı bir bilim adamı olmak için Python öğrenmek ve onu iyi kullanmak Nobel Ödülü almak için neredeyse yeter değil fakat gerek şarttır.
Şahsım adına yaptığım bütün bilimsel araştırmalarda hep Python kullandım. İlk bilimsel araştırmam biyofizik üzerine idi. Makine öğrenmesi ve yapay zekâ algoritmalarıyla moleküllerin serbest enerjilerini tahmin etme ve bunu ilaç tasarımında kullanmak üzere analizlerimizi hep Python ile yaptık. İkinci araştırmam Kuantum Fiziğinin en ilginç alanlarından birisi olan Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi üzerine idi. Şüphesiz Python en önemli yardımcım oldu. Sonra İyonik Sıvıların özellikleri üzerine yaptığım bilimsel araştırma yine Python ile mümkün oldu. Şu an üzerinde çalıştığım bilimsel araştırma Güneş lekeleri üzerine ve bu lekelerdeki anormallikleri Python ile bulmaya çalışıyorum.
Python programlama dilinin astronomlar için en önemli özelliklerinden birisi de astronomlar için özel olarak hazırlanmış kütüphaneleri olması. Çünkü bu kütüphaneler aylarca sürecek analizleri tek satır koda indirilecek şekilde tasarlanmış ve astronomların kullanımına sunulmuş. Ayrıca Dünya çapında bütün teleskoplardan toplanan veriler Hadoop denilen açık kod bir yazılım ile birbirlerine bağlanmış. Böylelikle bir astronom Dünya’nın öteki ucundaki bir teleskoptan anında veri alabiliyor ve analiz edebiliyor. Ayrıca gözlem yapılması için seçilen gün hava kapalı olur veya yağmur yağarsa görev başka ülkedeki başka bir teleskopa transfer edilebiliyor ve bu sayede istenilen sonuç alınıyor.
Los Angeles’ta başka bir üniversitede yapay zekâ dersleri veriyorum ve bütün uygulamalarımız ve projelerimiz Python ile. Hal böyle olunca Python bir bilim insanının en önemli yardımcısıdır ve neredeyse tanıdığım bütün astronomlar Python kullanıyor.
