Evrenin Sahipleri – Karanlık Madde Ve Karanlık Enerji

Yıldızları ve galaksileri birbirine bağlayan karanlık bir madde var

Evren’i oluşturan galaksileri çok uzağa kasvetli bir alana sürükleyen güç ise karanlık enerjidir.


Karanlık madde ve karanlık enerji Evren’in %96 sını oluşturuyor.


Karanlık maddenin gizemini çözmek ise oldukça zor fakat imkansız değil.Evren’i anlamak için temel kural bu iki oluşumu anlamaktan geçiyor.

Karanlık madde dünyada karşılaştığımız her şeyden farklıdır.


Her şeyin içinden geçerler.
Ağırlıkları çok fazla olduğu için galaksileri etkileyecek güce sahiptirler.
Karanlık maddenin görünmez varlığı her yerdedir.


Bilim henüz karanlık maddeyi doğrudan kanıtlayamadı.Sonuçta görmediğiniz bir şeyi izlemek oldukça zor.Ancak bilim insanları için dolaylı kanılar mevcut.Bunu kanıtlamak için yer altına indiler ve mağaralarda , madenlerde araştırmalar gerçekleştirdiler.Karanlık maddenin gökyüzünden geleceği düşünülse de bilim insanları yer altındaki madenlerde deneylerini sürdürüyor.

Karanlık maddeyi arama çalışmaları yaklaşık 100 yıl önce başladı.

Karanlık maddenin kapsayışını gösteren örnek bir fotoğraf

Gök bilim teleskoplarının oluşması ile sorular ve sorgulamalar başladı.Sonrasında Evren’in Samanyolu Galaksisi’nden daha büyük olduğu keşfedildi.Kümelenmiş galaksilerin kendi etrafında yaptığı dönmeler ve şekil farklılıkları bunları entegre eden ve hızlarını belirleyen daha büyük bir maddenin varlığına işaretti.Fakat 1920’li yıllarda ortaya atılan bu iddia henüz daha diğer galaksilerin yeni keşfedilmiş olması sebebi ile bilim insanlarına belki de pek gerçekçi gelmedi ve üzerinde pek fazla durulmadı.

Uzay’daki bir madde nasıl tartılır?

Güneş’i bir teraziye koyup tartamazsınız. Fakat gezegenlerin , Güneş’in etrafında ne kadar hızla döndüğünü tespit edebilirsiniz. Güneş’te ne kadar çok madde var ise gezegenler de yörüngelerinde kalabilmek için o kadar hızlı dönmek zorundadır.

Isaac Newton 1643-1727

Albert Einstein 1879-1955

 

 

 

 

 

 


Hem Isaac Newton hem de Albert Einstein , “Bir nesnenin kütlesi ne kadar fazla ise o kadar fazla yer çekimi gücüne sahip olacaktır.” teorisini öne sürmüşlerdir.


Ayrıca bir nesne merkezden ne kadar uzakta yer alıyor ise yörüngesinde de o kadar yavaş döner. Bunun sebebi ise merkezden uzaklaşıldıkça yer çekimi gücünün zayıflamasıdır.


Güneş’in kütlesi Merkür’ü Plüton’dan daha hızlı çeker. Çünkü Güneş , Merkür’ün bulunduğu yere daha yakındır.


Galaksiler için de durum aynıdır. Ne kadar çok uzağa giderlerse , nesneler yörüngelerinde kalmak için o kadar ağır hareket eder.



Galaksinin dış bölümleri daha hızlı dönüyor.

Bunun sebebi olarak ise bilim insanları görünmez maddeyi işaret ediyor.

Karanlık madde galaksilerde , gezegenlerin arasında ağ oluşturmak üzere mevcut. Dönüş hızını sabit tutacak yeterli maddeye de sahip , bu sebeple galaksilerin hızları sabit bir şekilde ilerliyor ve bir düzene sahiptirler.



Bilim bu konuya kulak verdi ve Vera Rubin’in bu teorisinden yola çıkarak , karanlık maddeyi görmeseler bile karanlık maddenin içinden geçen ışığı açığa çıkardı.

Vera Rubin 1928-2016

 

 


Bu duruma Kütle Çekimsel Merceklenme adı verildi.




 

 

 

Bu gerçek bir spot ışığıdır ve evrendeki bütün görünmez maddeleri açığa çıkarır.Işık karanlık madde tarafından yolundan saptırılır ve yolundan çıkan ışığı izleyen kütle çekimsel merceklenme galaksilerin halelerinde yoğunlaşmış olan karanlık maddeyle buluşur. Hata yapmayacağı düşünülen kütle çekimsel merceklenme ile karanlık madde , tahminsel olarak ortaya çıkarıldı.

 

Bu sayede karanlık maddenin evrende nasıl dağıldığı da ortaya çıktı.

Örnek olarak gözlüğünüzün ışığı bükmesini düşünebiliriz. Gözlük , ışığı büker ve aynı şekilde karanlık madde de ışığı büker.

Galaksi kütlesinin çoğunluğu karanlık maddedir. Olağan madde karanlık maddenin yer çekimsel alanında birikir.Bilim insanları bu sebeple evrendeki ışık yaymayan maddeleri incelemeye başladı.


Kara delikler bu bağlamda ilk somut örnek olarak incelendi .
Daha önce keşfedilen nötrionalar da yeniden incelemeye alındı.


Bilim insanları parçacık çarpıştırıcısıyla nötrinoları yeniden üretebiliyorlar. Bu parçacıklar epey hafif olabilirler ve çok sayıdadırlar ve karanlık maddede bu maddenin bulunduğu iddia edilmektedir.

Fakat bu madde protona dönüşebilirken karanlık madde değişmeden kalabiliyor.

Karanlık maddenin keşfine kadar bilim insanları Evren’in sadece protonlar , nötronlar ve elektronlardan oluştuğuna inanıyorlardı.


Ancak mükemmel bir karanlık madde adayı olabilmek için belli başlı özellikler gerekiyor.


Olağan iddialarda ortaya sürülen hiçbir madde bu özelliklere sahip değil.


Karanlık madde ağır bir maddedir ve çok hızlı hareket etmez.
Hiçbir şey ile etkileşime girmezler.
Yer çekimi hariç hiçbir madde ile benzerlik göstermez.


Standart parçacık fiziğinde bu maddeye benzeyen hiç bir madde bulunmamakta.

En popüler fikir onun bir WIMP olabileceği yönündedir.


Wimp ; az etkilenen ağır parçacıklar anlamına gelir.


Bunlar fark edilmezler fakat özellikleri ile mükemmel birer karanlık madde adayıdır.

Yarasa dolu mağaralarda bilim insanları tarafından Wimp taraması yapıldı ve eksi derecelerde tespitte bulunabilecek bir makineden destek aldılar.

Germanyum

Makine dedektöründen geçen karanlık maddeyi saptamak ise neredeyse samanlıkta iğne aramakla eş değer. Bu sebeple makine dedektöründe bilim insanları tarafından hava temizliği yaparak germanyum atomu ile karanlık maddenin buluşmasını beklemektedir.

Bu deney için özel bir oda yapıldı ve içeride bulunan hava temizlendi. Deney Wimp tespitinin kolay yapılabilmesi için soğuk bir odada gerçekleştirildi.

 

Fakat bu araştırmalar 5 yıldır devam etmekte ve hala bir sonuç bulunmamaktadır.


Karanlık maddeyi bulmak , büyük patlamaya da ışık tutacak ve Evren’in , yaşamın başlangıcında nasıl olduğunu tespit etmek için büyük bir adım atılmış olacak.


Karanlık madde ve karanlık enerji zamanın başlangıcına dönmeden anlatılamaz.

Yani evrenin olmadığı büyük patlamanın olduğu ana dönmek gerek.


Evren oluşurken olağan madde ile olağan madde etkileşime girdi ve galaksiler meydana geldi.
Karanlık maddenin yavaş hareket eden parçacıkları olağan maddenin üstünde tutunabilecek bir yapı iskelesi oluşturdu.
Soğuk olduğu ve pek fazla etkileşimde bulunmadığı için zamanla yer çekimin yardımıyla bir araya toplanmış ve olağan maddelerin galaksilerin içinde yerleştiği bir ağ oluşturmuştur.
Bizim gördüğümüz aydınlık olan maddelerin yapı ağını karanlık maddelerin oluşturduğu düşünülmektedir.
Evren’de bulunan galaksilerin neden rastgele dizildiği sorusuna ise karanlık maddenin yer çekimsel kuvveti sebep olarak gösterilmektedir.


Büyük Patlamadan Bugüne

Işık , olağan maddeden geçerken kırıldığı gibi karanlık maddeden geçerken de kırılır.

Bilim adamları bunun üzerine yürüttükleri çalışmalarda , galaksiler arasında yer alan karanlık bölgelerde ışığın neden kırıldığı sorusuna karanlık madde olarak cevap bulmuşlardır.

Karanlık maddenin kainatta nerelerde yer aldığına dair en kesin resim , olağan maddelerin dışında oluşan ışık kırılmalarının gerçekleştiği bölgeler olarak belirtilmektedir.




Karanlık madde , Evren’in %23’ünü oluştururken olağan madde ise Evren’in %4’ünü oluşturmaktadır.


Ancak diğer merak konusu evrenin geri kalan %73’ü nedir?

Bilim insanları bunu araştırmaya başladığında büyük bir şaşırtıcı gerçekle yüzleştiler.

Bilim insanları Evren’in genişlemesinin yavaşlayacağını ve hatta duracağını düşünmüştü fakat Evren hızla genişlemekteydi.

Evren Hızla Genişliyor yazımızda bahsettiğimiz olay bilim insanlarının teorilerini yeniden gözden geçirmelerine sebep oldu.

Galaksiler genişlemiyor ancak galaksilerin arasındaki mesafe genişliyor.

Evrenin yönlendiren ve genişleten bu itici güce karanlık enerji denir.

Karanlık enerji , Evren’i , içinde yer alan galaksileri oluşturmuş ve onları kendisi ile birlikte yolculuğa çıkarmış gibi düşünebilirsiniz.


Örnek olarak ; yirmi kişi ile yan yana durduğunuzu düşünün.Hepinizin boyutu 2 birim olsun , aranızdaki mesafe ise 1 birim olsun. Karanlık enerji sayesinde aynı ortamda bulunduğunuz kişiler ile aranızdaki mesafe daima artacak fakat kendi boyutunuz sabit kalacaktır.Aynı şekilde bulunduğunuz alanda doğrusal olarak büyüyecektir.


Karanlık enerji karanlık maddeden çok daha farklıdır.


Karanlık madde gibi kümeleşmez ve her yerde aynı miktarda hızlanma gösterir.
Akıcı bir özelliğe sahiptir.
Bir hiçlik enerjisidir ve galaksileri birbirinden ayırıp denetimsiz bir evren oluşturuyor.
Karanlık madde ve karanlık enerji birbiriyle savaş halindedir ve ikisinin de büyük patlamayla ortaya çıktığı düşünülmektedir.


Karanlık madde galaksilerin içerisinde bir ağ oluştururken karanlık enerji bu oluşumu genişletip galaksiler arasındaki mesafeyi açmaktadır.

Karanlık enerji , karanlık maddeye göre daha ileri seviyededir ve karanlık maddenin de ötesindedir.

Yerçekimi gücü zamanla azalacak yere itme gücü zamanla artacaktır.

Bunun sebebi karanlık enerjinin Evren’in genişleme hızını arttırmasından kaynaklanmaktadır.Karanlık enerji bu şekilde devam ederse , galaksiler arası mesafe daha da artacak ve ileride galaksiler yalnızlaşacaktır.

Karanlık Enerji ve Evren Genişlemesi

Evrenin boyutları o kadar büyük ki uzayın eğimi düz gibi görünüyor.

Olağan maddeyi karanlık maddeyi ve karanlık enerjiyi birbirine ekleyin bu uzayın eğimi konusunda bir tahminde bulunur.

Uydu verilerimiz tarafından Evren’in içerisinde yer alan %73’lük kısmın karanlık enerji olduğu tespit edildi.


Albert Einstein’ın en büyük saçmalığım dediği , yer çekiminin ve itim gücünün sabit kalması teorisi karanlık enerjiyi ifade etmektedir ve kendisi bunu 80 sene önce tespit etmiştir.


Karanlık enerji bir gün değişmez ve yer çekimsel güce sahip olmaz ise Evren’in kaderi sonsuza kadar daha çok genişlemek olacak.Bu da evrenin donarak mı yoksa yanarak mı sonunun geleceği sorusunu akıllara getiriyor.

Karanlık madde ve karanlık enerji şimdilik 21.YY’ın en büyük sorusu olarak kalmaya devam ediyor.