Karanlık Maddenin Doğası

Genel olarak astronomlar, Evren’i ondan aldığımız elektromanyetik radyasyondan (yani ışıktan) öğrenirler. Gördüğümüz ışık, radyo, kızılöte, optik, moröte, X-ışın ve gama-ışın formundadır. Peki ama ya evrende ışıldamayan maddeler varsa? Onun varlığından nasıl haberdar olabiliriz? Onun ne kadarının var olduğunu nasıl söyleyebiliriz? Onun ne olduğunu nasıl bilebiliriz?

Böyle bir maddeye “karanlık madde” adı veriliyor ve astronomlar artık evrendeki maddenin çoğunun bu şeyden oluştuğuna inanıyorlar. Bu madde bizim doğrudan tespit edebileceğimiz kadar yeterli ışık yaymıyor, bu yüzden dolaylı yoldan tespit edilebileceği çeşitli yollar mevcut. En yaygın yöntem, karanlık maddenin hem ışık üzerinde hem de görebildiğimiz ışık kaynakları üzerinde çekim gücüne sahip olduğu gerçeğiyle ilgilidir. Tespit edebildiğimiz “ek” kütle çekimin etkilerinden ne kadar kütlenin var olması gerektiğinin çıkarımını yapabiliyoruz.

Yukarıdaki görsel bunun yapılışının bir yolunu gösteriyor. Burada resmedilen Saç Kümesi (Coma Cluster) galaksilerinin üst üste bindirilmiş iki fotoğrafıdır. Kırmızı bölgeler Einstein uydusu ile görülen olan X-ışın ışığıdır; mavi bölgeler ise (Caltech’deki yer-tabanlı teleskoplar ile elde edilmiş) Palomar Sky Survey optik fotoğrafının görünür ışığıdır. Bilim insanları görselde tespit edilen tüm kütleyi bir arada tutmak için gereken kütle çekimin miktarını belirlemek için bu ve diğer gözlemleri kullandılar. Şaşırtıcı bir şekilde, çıkan kütle çekimi açıklamaya yetecek kadar kütle gözlenmedi. Bir şekilde gözlenemeyen bir “kayıp kütle” mevcut. Bu “kayıp kütle” ne olabilirdi?

Her gün deneyimlediğimiz madde türleri, protonlar, nötronlar ve elektronlardan oluşan atomlardan meydana geliyor. Bu tip maddeyi “baryonik” olarak anıyoruz. Evrendeki karanlık madde alışkın olduğumuz aynı şeyden mi yapılmış, bir başka deyişle baryonik mi? Ya da garip bir şey… baryonik-olmayan (non-baryonic) diyebileceğimiz, yeni bir çeşit egzotik materyalden mi meydana geliyor?

Şu anda, görünüşe göre hem baryonik hem de baryonik-olmayan türde karanlık maddeler mevcut. Bazı karanlık maddeler sıradan (başka bir deyişle baryonik) maddelerden meydana geliyor, ama basitçesi yeterli ışık vermiyor olabilirler. Kahverengi cüce yıldızlar gibi şeyler bu kategori içinde olabilir. Baryonik-olmayan diğer karanlık madde ise ufak, hiç de “normal” maddenin bir parçası olmayan atomaltı parçacıklar olabilir. Eğer bu ufak parçacıklar kütleye sahip ve çok sayıda iseler, var olduğunu düşündüğümüz karanlık maddenin büyük bir bölümünü meydana getiriyor olabilirler. Eğer doğruysa, o zaman Evren’deki maddenin çoğunun henüz tanımlamayı dahi başaramadığımız gizemli bir formda olması mümkün!

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.