Evrenin sadece %5’i görülebilir. O zaman geri kalan kısım neyden oluşmaktadır?
Görünür evren –Dünya, Güneş, diğer yıldızlar ve galaksiler de dâhil protonlar, nötronlar ve elektronların atomlarda bir araya gelmesinden oluşmaktadır. Yirminci yüzyılın belki de en şaşırtıcı keşfi bu sıradan ya da baryonik maddenin evrenin kütlesinin %5’inden daha azını oluşturmasıdır.
Evrenin geri kalanının karanlık madde (%25) denen görünmez, gizemli bir maddeden ve yer çekimini iten bir kuvvet olan karanlık enerjiden (%70) oluştuğu görülmektedir.
Gizem Çözülüyor
Bilim insanları karanlık maddeyi henüz doğrudan gözlemleyebilmiş değildir. Karanlık madde baryonik madde ile etkileşime geçmez ve ışığa karşı tamamen görünmezdir. Elektromanyetik radyasyonun diğer formaları karanlık maddeyi mevcut araçlarla tespit etmeyi imkânsız hale getiriyor. Yine de bilim insanları galaksiler ve galaksi kümeleri üzerindeki yerçekimi etkisi nedeniyle karanlık maddenin varlığından oldukça eminler.
Örneğin, geleneksel fiziğe göre spiral galaksilerin uçlarında dönen yıldızlar galaksinin görünen maddelerinin yoğun olduğu galaktik merkeze daha yakın olan yıldızlardan daha yavaş seyahat ederler. Ancak gözlemler yörüngede dönen yıldızların galaktik disk üzerinde nerede oldukları fark etmeksizin aşağı yukarı aynı hızda döndüklerini göstermiştir. Bu ilginç sonuç eğer sınırdaki yıldızların görünmez bir kütlenin –karanlık maddenin- yer çekimi etkisini galaksinin etrafında bir hale olarak hissediyor dersek o zaman mantıklı olur.
Karanlık madde aynı zamanda astronomların evrenin derinliklerinde gördükleri göz yanılsamalarını da açıklayabilir. Örneğin, tuhaf halkaları ya da ışık arkları olan galaksi fotoğrafları açıklanabilir. Hele ki eğer ışık daha uzak bir galaksiden gelip büyük, görünmez karanlık madde bulutları tarafından büyütülüp saptırılıyorsa –buna kütle çekim mercek etkisi de denir, bu çekilen görüntüler de açıklanabilir.
Bilim insanları karanlık maddenin ne olduğu ile ilgili birkaç fikre sahipler. Bu fikirlerin en önemlisi, karanlık maddenin egzotik parçacıklardan oluşup normal madde ya da ışık ile etkileşime girmediği ama yine de kütle çekim etkisi uyguladığı yönündedir. Günümüzde birçok bilimsel topluluk, CERN’in Büyük Hadron Çarpıştırıcısı da dâhil olmak üzere laboratuvarlarında karanlık madde parçacığı üretmek için çalışıyorlar.
Diğer bilim insanları ise karanlık maddenin etkisinin kütle çekim teorimizin temel olarak değiştirilmesi ile açıklanabileceğini düşünmektedirler. Bu tarzdaki düşüncelere göre birden fazla kütle çekim formu vardır ve galaksileri yöneten büyük boyutlardaki kütle çekimi alışık olduğumuz kütle çekiminden farklı özellikler sergiler.
Genişleyen Evren
Karanlık enerji, karanlık maddeden çok daha gizemlidir. Karanlık enerjinin keşfi 1990’larda gerçekleştiğinde bilim insanlarına büyük bir şok yaşatmıştı. Daha öncelerinde, fizikçiler kütle çekim kuvveti evrenin genişlemesini zaman içinde yavaşlatacak diye düşünmüşlerdi. Ancak, birbirinden bağımsız iki araştırma takımı azalma oranını hesaplamaya çalıştıklarında evrenin genişlemesinin azalması şöyle dursun daha da arttığını keşfetmişlerdi. Bir bilim insanı bu keşfi, bir dizi anahtarı aşağı düşmesini umarak yukarı doğru fırlattığında, anahtarların düşmek yerine tavana doğru yükselmesine benzetti.
Bilim insanları şu an hızlanarak genişleyen evrenin, farklı bir boş uzaydaki kuantum dalgalanmaları tarafından üretilen bir çeşit itici kuvvetin neden olduğunu düşünüyor. Dahası ise bu kuvvet, evren genişledikçe daha da büyüyüp güçlenmektedir. Daha iyi bir isim bulunamadığından ötürü bilim insanları bu gizemli kuvvete karanlık enerji diyorlar.
Karanlık maddenin aksine, bilim insanları karanlık enerji için makul bir açıklama getirmemişlerdir. Bir düşünceye göre karanlık enerji daha önce bilinmeyen ve öz diye anılan 5. bir temel kuvvettir ve bu kuvvet evreni bir sıvı gibi doldurmaktadır.
Birçok bilim insanı ayrıca karanlık enerjinin bilinen özelliklerinden birinin de kozmolojik bir sabitle tutarlı olduğunu belirtiyor. Bu sabit Albert Einstein’ın genel görecelik kuramına denkleminin değişmez evren fikrine uyum sağlaması için eklediği matematiksel bir eğretidir. Albert Einstein’a göre sabit, evrenin kendi içine çökmesini engelleyen yerçekimi etkisini yok eden bir itme kuvveti olabilir. Daha sonra astronomik gözlemler evrenin gittikçe genişlediğini gösterince, Einstein bu fikrini geri çekti. Einstein bu kozmolojik sabit fikrini ‘en büyük hatam’ diye adlandırdı.
Günümüzde ise evrenin genişlemesinin gittikçe arttığını görüyoruz. Karanlık enerjiyi bir kozmolojik sabit olarak eklemek uzay-zamanın nasıl gerildiğini harika bir şekilde açıklayabilir. Yine de bu açıklama bilim insanlarına bu tuhaf kuvvetin neden daha en başında var olduğu hakkında hala hiçbir fikir vermiyor.
Kaynak:
https://www.nationalgeographic.com/science/space/dark-matter/
