Karanlık madde, evrende göremediğimiz ve sadece üzerindeki kütle çekimsel etkisi haricinde belirlenemeyen bir maddedir..Görülemeyen bir şeyin nasıl bu kadar etkili olduğunu anlamak için öncelikle bildiğimiz maddeden bahsedelim. Evrendeki bütün cisimler atom adı verilen küçük madde parçacıklarından oluşur. Bu atomlar hidrojen, helyum, karbon, oksijen, silikon ve bunlar gibi elementlerdir. Bu atomlar, enerjiyle birlikte bir araya gelerek gözlemlediğimiz evreni oluştururlar
Evreni Bir Arada Tutmak
Atomları bir arada tutan şey nedir? Cevap çok açık ki, kuvvettir. Atom altı düzleminde atomlar; güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet adı verilen iki etkileşim tarafından yönetilirler. Güçlü nükleer kuvvet, atomun çekirdeğini oluşturan parçalardır. Bu parçalarda kuark adında daha küçük parçacıklardan oluşmuş proton ve nötron üzerinde etkilidir. Güçlü nükleer kuvvet kuarkların birbirini iterek çekirdeği yok etmesine engel olur.
Zayıf nükleer kuvvet ise bir kuark türünü diğeri ile değiştirir. Bu da Uranyum gibi radyoaktif elementlerin bozunmasına sebep olur. Radyoaktif bozunma, gezegenlerin ve uyduların güç kaynağıdır. Buna dahil olan elementler de yıldızlar öldüğünde oluşmuşlardır. Zayıf nükleer kuvver aynı zamanda Güneş’in ve diğer yıldızların merkezinde meydana gelen nükleer füzyon adındaki süreci de etkilemektedir. Burada bir elementin atomları kaynaşarak, ikinci (daha ağır) bir elementi meydana getirirler. Bu süreçte ısı ve ışık yayılır.
Evrendeki Diğer Kuvvetler
Kütle çekim kuvveti daha uzun mesafelerde ve daha büyük, daha iri cisimler üzerinde etkilidir. Bu evrensel bir kuvvettir ve her yerde aynı şekilde işler. Kozmik tozun en küçük zerreciğinden en geniş galaksi kümesi ne dek her cismin bir kütlesi vardır. Bir cismin kütlesi diğer cisimleri çeker ve bu çekimin gücü aralarındaki mesafeye bağlıdır. Kütle çekimsel etkileşimler, Dünya ile Ay’ı, Güneş ile gezegenleri, Samanyolu’ndaki yıldızları ve kümelerle süper kümelerdeki galaksileri birbirine bağlar.
Sözü edilen bütün bu cisimler baryonik madde (proton ve nötronlardan oluşmuş madde) denen bir kategori altında toplanmışlardır. Bu madde ışınımı yansıtır ya da yayar. Buna yıldızlar, gezegenler, galaksiler ve galaksilerin içindeki ve etrafındaki sıcak gaz bulutları, yani hepimiz dahiliz. Baryonik maddenin tuhaf yanı görebildiğimiz her şeyi oluşturmasına rağmen evrende var olan tüm maddelerin sadece yüzde 16’sını oluşturmasıdır. Geri kalan yüze 84’lük kısımda karanlık madde bulunmaktadır.
Peki Nerede Bu Karanlık Madde?
Fizikçiler, 2012 yılının başında bu maddenin nerede olduğu sorusunu araştırdılar. Bu araştırma içerisinde evrenin bilgisayar modellerini çıkarmak için galaksi dağılım verilerini ve kütle çekimsel ölçümleri kullandılar. Bu modeller görünmez maddenin galaksilerde uzayın derinliklerine dek uzama ihtimali olduğunu gösterdi. Bu da her bir galaksinin gerçekten de hem aydınlık yani baryonik maddenin hem de görünmez madde toplamından oluştuğu anlamına gelmektedir. Buradan hareketle bu madde için, bütün evrene nüfuz eden bir ağ olduğu söylenebilir.
Karanlık Madde ve Evren
Görünmeyen bu madde Evren boyunca galaksileri ve Galaksi kümelerini etkiler. Onun varlığı sayesinde astronomlar, evren genişlemeye devam mı edecek, hareketsiz mi kalacak yoksa belki de küçülecek mi gibi sorulara yanıt bulabilir. Kozmologlar yani kozmosun kaynağını ve evrimini araştıran kişiler, eskiden açık evren, kapalı evren ve düz evren modelleri bağlamında düşünürlerdi. Açık evren büzüşebilen, düz evrende hareketsiz evren modelidir. Ne çeşit bir evrene sahip olduğumuzu belirlemek için kütle önemli bir rol oynamaktadır. Bu yüzden de ne kadar maddeye sahip olduğumuzu bilmek de önemlidir. Bugün bu tablo daha da karmaşıktır. Evren madde bağlamında düz kabul edilir.
Ancak kozmosta akıbetini anlamadığımız en baskın özellik olan karanlık madde sebebiyle de genişlemeye devam etmektedir.
Bu denkleme bir de karanlık enerji eklediğimizde karşımıza ilginç bir sonuç çıkar. Buna göre; evrenin %75’i karanlık enerji %24’ü karanlık madde ve %5’e yakın kısmı da baryonik maddeden oluşmaktadır. Karanlık enerji evrenin genişleme hızını arttırmaktadır. Bu sebeple bu senaryoda evren sonsuza dek genişlemeye devam etmektedir. Fakat görece yeni keşfedilen Higgs Bozonu adındaki atom altı parçacık üzerinde yapılan son çalışmalar ilginç bilgiler yansıtmaktadır. Buradan hareketle, evrenimizin günümüzden onlarca milyar yıl sonra sonu gelecek sınırlı bir ömrü olabileceğini görülmektedir.
Karanlık Enerji Nedir?
İnsanlar genellikle uzayın boş olduğunu düşünürler. Astronomideki en büyük yanlış anlamalardan birisi de budur. Aslında uzayda çok fazla şey vardır. Bunlardan bazıları olan gaz atomları ve küçük toz zerrecikleri, boşluk denen yerde süzülürler. Şimdi burada bir de karanlık enerji olduğu ortaya çıkmıştır. Bunu uzayın içerisinde olan somut bir madde olarak değil de uzayın kendi enerji kaynağı olarak düşünün. Uzay genişledikçe daha fazla enerji ortaya çıkmaktadır. Çünkü daha fazla genişlemektedir. Evrenin genişlemesini tetikleyen şeyde bu enerjidir. Bu durum, neden astronomların evrenin olması gerekenden daha hızlı genişlediği sonucuna ulaştıklarını açıklayabilir. Çünkü astronomlar bu sonuca içerdiği bütün kütlenin ve içindeki bütün maddelerin kütle çekiminin hesaplanmasına dayanarak ulaşmışlardır.
Evrenimizde Görünmez Maddeyi Açıklamak İçin 4 Olası Aday
Bir numara “soğuk görünmez madde” isimli maddedir. Bu madde oldukça ağır hareket eden ancak tam olarak bilinmeyen bir maddedir. İki numara “WIMP” ismi verilen zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacıklardır. Bu parçacıkların soğuk görünmez maddeyi açıklayabileceği düşünülmektedir. Üç numara “baryonik görünmez madde” denen maddedir. Bu maddelerin; kara delikler, nötron yıldızları ve kahverengi cücelerde bulundukları düşünülmektedir. Dört numara “sıcak görünmez madde” adı verilen maddedir. Bu maddenin ışık hızına yakın bir süratle hareket ettiği düşünülmektedir.
Sonuç olarak görüldüğü gibi evrenimizde görünmez madde henüz çözülememiş bir sır olarak bulunmaktadır. Bu yüzden bilim adamları her gün yeni araştırmalar ve deneyler yaparak bu sırrı ortaya çıkarmaya çalışmaktadırlar. Karanlık madde ise bu süreç içinde bilinmezlikteki yerine koruma devam etmektedir.
