Karanlık Enerji ve Karanlık Madde

Gözlemlenebilir evren(Dünya,Güneş,yıldızlar ve diğer tüm objeler) elektron,proton ve nötronun paketlendiği atomlardan oluşmuştur. Yirminci yüzyılın en şaşırtıcı keşfi ise bu sıradan,baryonik maddenin evrenin toplam kütlesinin %5’inden daha azına tekabül etmesidir. Evrenin geri kalanının gizemli,görülemez karanlık madde(%25) ve kütle çekimine karşı koyan bir kuvvet olan karanlık enerjiden(%70) oluştuğu tahmin ediliyor.

90’ların başında evrenin genişlemesiyle ilgili bir şey kesindi;evrende genişlemesini durduracak ve çökertecek yeteri kadar enerji yoğunluğu ya da genişlemesini durduramayacak kadar küçük enerji yoğunluğu olabilirdi fakat kesin olan şey kütle çekiminin zaman ilerledikçe evrenin genişlemesini yavaşlatacağıydı. Gözlenememiş olsa da evrenin genişlemesinin yavaşlaması teorik olarak kabul edilmişti. 1998’e gelindiğinde Hubble Uzay Teleskopu’nun uzak mesafelerdeki süpernovalarla alakalı araştırmaları sırasında,aslında,herkesin kabul ettiğinin aksine,evrenin çok uzun zaman önce bugünküne kıyasla daha yavaşça genişlediği ortaya çıktı ki bu da evrenin genişlemesinin kütle çekimine bağlı yavaşlamadığını işaret etti.Bilinenin aksine evrenin genişlemesi hızlanıyordu.Kimse bunu tahmin edememişti ve kimse de bunun nasıl olduğunu açıklayamamıştı.Fakat buna bir şeyin sebep olduğu kesindi.Teoristler bunu açıklamak için birçok yol düşündüler.

Karanlık Enerji Nedir ?

Uzayda ne kadar miktarda karanlık enerji olduğunu biliyoruz çünkü karanlık enerjinin evrenin genişlemesini nasıl etkilediğini biliyoruz. Bunun haricinde diğer her şey sır.Fakat önemli bir sır. Evrenin yaklaşık %68’inin karanlık enerji,%27’sinin karanlık madde olduğu ortaya çıktı.Geri kalan %5’ten az kısım ise gördüğümüz,teknolojik ve biyolojik donanımımızla algılayabildiğimiz her şey.

Karanlık enerjiyi açıklamaya yarayan şey uzayın özelliğidir.Einstein uzay boşluğunun bir hiçlik olmadığını düşünen ilk kişiydi.Uzay,çoğu daha yeni keşfedilmeye başlanan ilginç özelliklere sahiptir.Einstein’ın keşfettiği ilk özellik,bilinenden daha fazla uzayın ortaya çıkmasının mümkün olduğuydu.Diğeri ise Einstein’in kütle çekim teorisinin kozmolojik sabitini içeren ve ’’uzay boşluğu kendi enerjisine sahiptir’’ varsayımını doğuran bir modeliydi.Bu enerji uzay boşluğunun kendisinden kaynaklandığı için alan genişledikçe bu enerji seyrelmez.Alan genişledikçe daha fazla enerji açığa çıkar.Sonuç olarak bu enerji evrenin daha da hızlı genişlemesine sebep olur.

Uzayın enerjisini nereden geldiğini açıklayan başka bir durum ise kuantum teorisidir.Bu teori uzayda boş alanın sürekli olarak belirip kaybolan geçici(sanal) parçacıklardan oluştuğunu söyler.Fakat fizikçiler uzaydaki boş alanın ne kadar enerji ortaya çıkaracağı ile ilgili hesaplamalar yaptıklarında çıkan rakamın 10120  (1’in yanına 120 tane 0 koyun) kat daha büyük olduğunu gördüler.Bu rakam onların bir hayli yanıldıklarını gösterdi.

Karanlık enerji için bir diğer açıklama ise bütün uzayı dolduran,evrenin genişlemesinde normal madde ve normal enerjinin etkisine zıt yönde çalışan bir enerji akışı ya da enerji alanı olarak öne sürüldü.Bazı teorisyenler bu enerjiyi yunan filozofların meşhur ateş,su,toprak,tahta,pardon hava olan dört elementinden sonra gelen beşinci element olarak değerlendirdiler ve ‘quintessence’ adını verdiler.Fakat eğer aradığımız cevap quintessence ise,henüz neye benzediğini,neyle etkileşime girdiğini ya da neden var olduğunu bilmiyoruz.

Son olasılık ise Einstein’ın kütle çekim teorisinin doğru olmama ihtimali.Bu ihtimal sadece evrenin genişlemesini etkilemezdi,aynı zamanda galaksiler ve galaksilerdeki normal(gözlenebilir) maddenin davranış biçimini de etkilerdi.Bu durum bize karanlık enerji probleminin çözümünün yeni bir kütle çekim teorisi olup olmadığını belirlerken bir yol sağlardı:galaksilerin bir araya nasıl geldiğini gözlemlemek.Fakat bu durum yeni bir kütle çekim teorisi ihtiyacına dönüşürse,bu nasıl bir teori olabilirdi ? Tıpkı Einstein’ın teorisinde olduğu gibi Güneş Sistemi’ndeki objelerin hareketini nasıl doğru bir şekilde açıklayabilirdi ya da evren hakkında farklı tahminlerde bulunma şansını nasıl bize verebilirdi ? Gördüğünüz gibi yine teorilerle uğraşıyoruz ama hiçbirisi inandırıcı,işe yarar değil.

Buraya kadar olan bölümde karanlık enerji hakkında teoriler incelendi.Evet biraz karışık gelebilir,çünkü her şey soyut ve havada kalıyor ama bildiğimiz bir şey var ki o da karanlık enerjinin varlığı ve evrenin genişleme hızını arttırdığıdır.Ayrıca karanlık enerjinin varlığını kanıtlayabilecek yeni bir haberi de ekleyelim; 8 Nisan 2020’de NASA’da yayınlanan bir çalışmada,evrenin genişleme hızının her yerde aynı olmadığı tespit edildi,tıpkı mayası her yere eşit dağılmamış bir ekmeğin pişerken kabarması gibi.Uzmanlar bunun nedeninin karanlık enerji olabileceğini ve karanlık enerjinin evrenin her tarafına eşit şekilde dağılmadığını öne sürdüler.

Karanlık madde nedir ?

Karanlık madde karanlık enerjiye göre daha somut bir kavram.Kanıtları biraz daha eskiye gidiyor.Bilim insanları 1950’lerde ve 1960’larda spiral galaksilerin dönüşlerini incelediklerinde şaşırtıcı bilgilere ulaştılar.Bilim insanlarının beklediği şey,maddenin daha çok olduğu yer olan galaksinin merkezindeki yıldızların galaksilerin sınırlarında bulunan yıldızlardan daha hızlı hareket etmeleriydi.Fakat beklediklerinin aksine,galaksilerin sınırlarındaki ve merkezlerindeki yıldızların aynı dönüş hızına sahip olduklarını gördüler.Astronomlar bunu önce Samanyolu Galaksisi’nde gördüler ardından 1970’lerde Vera Rubin’in diğer galaksilerle alakalı detaylı çalışmalarından sonra bu bilgi doğrulandı.Bu bilgi bize iki şey gösterebilirdi:

1-Dönüş ve yerçekimi(kütle çekimi) ile alakalı bilgilerimizin temelinde yanlış bir şeyler vardı.Bu aynı zamanda Newton’un yasalarının yüzyıllar boyunca yapılan testlerle ve deneylerle doğrulanmış olması gerçeğine rağmen söz konusu olabilirdi.

2-Ya da çok daha yüksek bir ihtimalle galaksiler ve galaksi kümelerinde kütle çekiminin dönüş hareketine etki etmesini sağlayan görülemeyen bir madde olmalıydı.

Karanlık Madde’nin Kanıtları

Bilim adamları bu gelişmeler üzerine X-Ray teleskoplarını galaksi kümelerine çevirdiler.Chandra ve diğer X-Ray teleskopları galaksi kümelerini saran sıcaklığı milyonlarca dereceleri bulan sıcak gaz bulutlarının galaksileri çevrelediğini gördüler.Bu kadar büyük ve sıcak olan gaz kütlesinin dışarı kaçmaması için gerekli olan kütle çekim kuvvetini sağlayan kütleleri,yani galaksi kümesinin içindeki tüm gözlenebilen maddenin kütlesini ölçtüler.Gerekli kütle çekimini sağlayan madde miktarının ölçülenden 5 kat fazla olması gerektiğini öğrendiler.Yani bizim göremediğimiz,ışıkla görülemeyen bir madde olmalıydı ki bu kütle çekimini sağlasın.Bilim adamları bu maddeye karanlık madde adını verdiler.

Karanlık maddenin teorik anlamda kanıtlarının dışında gözlemsel kanıtları da vardır.Karanlık maddeyi görememize rağmen onun yarattığı etkiyi gözlemleyebiliyoruz.Astrofizikçiler bu olaya “gravitational lens”(kütleçekimsel merceklenme) adını verdiler.

Bir Quasar’dan gelen ışık Dünya’ya ulaşırken karanlık maddenin çekim etkisiyle bükülmeye uğrar ve uzay teleskobunda farklı bozuk görüntüler oluşturur.Buna “gravitational lens” denir.
Kaynak: NASA, ESA and D. Player (STScI)
8 Ocak 2020’den NASA tarafından yayınlanan çalışmadan alınan,Hubble Uzay Teleskopu’nun elde ettiği bir fotoğraf.Karanlık maddenin Quasar’larda oluşturduğu ayrı,bozuk görüntüler çok net görünüyor.
Kaynak: NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) and T. Treu (UCLA)

Kaynakça

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-detects-smallest-known-dark-matter-clumps

https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/universe-s-expansion-may-not-be-the-same-in-all-directions.html

https://science.howstuffworks.com/dictionary/astronomy-terms/dark-matter4.htm

https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy

http://chandra.harvard.edu/xray_astro/dark_matter/index2.html

http://www.naturalhistorymag.com/features/011330/dark-matter

https://www.eso.org/public/images/eso0716a/

  • Site İçi Yorumlar

En az 10 karakter gerekli
Makale gönderim sistemimize hoş geldiniz

Galeri Alanı

828 x 478