Karanlık madde, gökbilimcilerin evrendeki aydınlık olmayan, yani ışığı yaymayan veya yansıtmayan ve dolayısıyla görünmez olan materyali tanımlamak için kullandıkları terimdir. Teleskopla bakıldığında ışığı yayan ya da yansıtan her şey görülebilir; yıldızlar, bulutsular ve galaksiler aydınlık nesnelerin örnekleridir.
Geçen yüzyılda fizik ve astronomi alanında kaydedilen muazzam ilerlemeye rağmen, bilim insanları hala evrenin genel kompozisyonunun yüzde 90'ından fazlasını tanımlayamıyor.
Aslında, öğrenilen şey, gezegenleri, yıldızları ve galaksileri oluşturan görünür maddenin, evrenin toplam kütle enerjisinin nispeten küçük bir kısmını oluşturmasıdır. Geçmişte, bu görünmeyen bileşene evrenin eksik maddesi veya eksik kütlesi deniyordu. Bununla birlikte, birçok farklı astronomik gözlem varlığını doğrulamıştır. Evrenin kütlesinin çoğu eksik değil, sadece karanlık ve ne olduğu bilinmiyor.
Karanlık madde görünmez olduğundan, sadece dolaylı yollarla, öncelikle görünür malzeme üzerindeki etkisini analiz ederek tespit edilebilir.
Karanlık madde parlamamasına rağmen, etrafındaki madde üzerinde yerçekimi kuvveti uygular. Örneğin, Samanyolu ve diğer galaksilerde birçok yıldızın hızını ölçmek mümkündür. Ölçülen hızlar, genel olarak, gökadaların görünür malzemesinin (yani yıldızlarının ve parlayan gaz bulutlarının) kütlelerinin tamamını veya çoğunu oluşturduğu varsayımı üzerinde hesaplananlarla uyuşmaz.
Bu nedenle, galaksilerin yakınında, yıldızları etkileyen ek, görünmeyen kütle bulunmalıdır. Bu tür veriler, gökadalarını çevreleyen, kütlelerinin çoğunu açıklayacak büyük karanlık halelerin varlığını gösteriyor gibi görünüyor. Evrende bir araya gelen galaksilerin oluşturduğu şekillerin son gözlemleri, karanlık maddenin uzaya düzgün bir şekilde nüfuz etmediğini ve galaksilerin etrafında yoğunlaştığını doğrulamıştır.
Evrenin karanlık maddesinin kimliği, fizikçiler arasında bir araştırma ve anlaşmazlık konusu olmaya devam ediyor. Bir dizi olasılık önerilmiştir. Gökbilimcilerin sahip olduğu bir öneri, çoğu galaksinin merkezinde süper kütleli kara deliklerin var olması ve her biri galaksiye birkaç yüz milyon hatta bir milyar güneş kütlesine eşit katkıda bulunmasıdır (Bir güneş kütlesi, güneş kütlesine eşit bir madde miktarıdır.).
2001 yılında, Samanyolu galaksisinin merkezinden gelen x-ışını patlamalarının gözlemleri, büyük bir kara deliğin varlığını doğruladı. 2004 yılında bu rapor, Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunan on radyo teleskopu olan Very Long Baseline Array (VLBA) kullanan bilim insanları tarafından doğrulandı.
Kara deliğin büyüklüğünün muhtemelen Dünya'nın güneş etrafındaki yörüngesinin büyüklüğüne denk olduğunu bildirdiler. Bu tür kara delikler görünmez kütle sağlar ve karanlık madde olarak sayılır.
Başka bir öneri, parlak olmayan kahverengi cücelerin veya maçoların (masif kompakt halo nesneleri) - merkezlerinde füzyon reaksiyonlarını başlatacak ve böylece yıldız haline gelecek kadar büyük olmayan çok sayıda gaz cisimlerin her galaksinin yörüngesinde olabileceğini savunuyor.
Bu tür nesneler yerçekimsel mercekleme kullanılarak tespit edildi, ancak var olduğuna inanılan karanlık madde miktarını hesaba katmak için yeterli sayıda değil.
Kahverengi cüce
Üçüncü bir öneri, evrene çok fazla sayıda nüfuz eden nötrinolar olarak bilinen atom altı parçacıkların, 1998'de küçük bir kütleye sahip oldukları ve fizikçiler arasında kütlesiz olup olmadıkları (kütlesiz) konusunda on yıllar süren bir anlaşmazlığa son verdikleri gösterilmiştir.
Nötrinoların, eğer kütleleri varsa, evrenin karanlık maddesini açıklayabileceği düşünülmüştü; bununla birlikte, hesaplamalar 2002'den itibaren, her nötrino kütlesinin o kadar küçük olduğunu göstermektedir ki, nötrinolar evrendeki karanlık maddenin en fazla beşte birini oluşturabilir.
Diğer araştırmalar, sadece steril nötrinoların (büyük patlamadan hemen sonra oluşanlar) karanlık maddeyi oluşturabileceğini göstermektedir.
Dördüncüsü, jenerik olarak wimps olarak adlandırılan bazı bilinmeyen türdeki parçacıklar (zayıf etkileşime giren masif parçacıklar), yerçekimiyle galaksilerin etrafındaki boşluğa nüfuz edebilir.
Beşinci olarak, bazı bilim insanları MACHO'ların veya büyük kombo halo nesnelerinin) karanlık maddeyi oluşturabileceğine inanıyor. MACHO'lar karadelikler, nötron yıldızları, kahverengi cüceler ve çeşitli tespit edilmemiş gezegenler gibi herhangi bir şey olabilir. Son olarak, bazı kozmologlar, birincil bileşeni baryonik olmayan karanlık madde modellerini tercih ederler.
Yukarıdaki faktörlerin bir kombinasyonu olabilen karanlık maddenin, uzun zamandır evrenin kaderini belirlemede çok önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir.
Önceki Yazı
Sonraki Yazı