yine sıkıcı yine gudubet bir konu... içeriğini ve işleyişini bir kenara bırakırsak çok basit bir tanımı olan şey. ancak bu konuyu anlamayanlar ya da yanlış anlayanlar olabiliyor. örneğin karanlık madde bir nevi bir "bilimsel tanrı" veya ona benzer bir şey olarak dinsel inancın karşısındaki tanrı kavramının karşısında yer alabiliyor. ancak kimse karanlık maddeye tapmıyor. kısacası "görülmeyen bir şeye inanmak" düşüncesiyle yola çıkılarak karanlık madde tanrı kavramına benzetilerek aralarında bir karşılaştırılmaya gidilebiliyor ancak bu yanlış bir düşünce. bilim-kurgusal ya da romantik düşüncelerle böyle şeyler düşünülebilir elbette. yani bu yönde düşünürsek bence anka kuşları da var. hatta daha başka neler var neler.
öncelikle bu görülemeyen şeye neden böyle bir isim verildiği konusuna değinelim. bilim insanları, evrende var olan kütle hesaplamalarına rağmen evrenin genişlemesini durdurmadığını görmüşlerdir. bu kesin kanıtları olan bir gözlemdir. ancak bu aynı zamanda da bir problemdir. çünkü evrendeki kütle miktarında tamamen bir uyuşmazlık söz konusudur. ikinci olarak da bilim insanları galaksilerin dağılmadan ve şu an bulundukları şekildeki gibi dönmeleri için etraflarında onu sarmalayan hale benzeri görünmez bir yapının bulunması gerektiğini ileri sürmüşlerdir. çünkü bu hale dedikleri yapıyı ortadan kaldırdıklarında galaksi paramparça olup dağılıyor. galaksilerin dönme hızı madde eksikliği falan filan matematiksel hesaplamalar var burada. peki hesaplamalarda yanılamazlar mı? hayır.
"uçsuz bucaksız bir evrende gidip tek tek saymadan kütle miktarını nasıl hesaplıyor bu adamlar" diye bir soruya da yer vermeden hemen onu da söyleyelim: fizik, matematik ve mühendislik sayesinde. evet. sonrasında bu az önce bahsettiğimiz problem öylece durmayacak elbette. onun hakkında ileri bir tez atmanız gerekir. yoksa sizi kimse ciddiye almaz. dolayısıyla bilim insanları da evrendeki kütle eksikliğinin karanlık madde ismini koydukları görünmez bir kütleden kaynaklandığını ileri sürmüşlerdir. tabii evren durmadan ve artan bir hızla da genişlediğinden bunun sebebini de karanlık enerjiye bağlanmışlardır ki o da ayrı bir başlığın konusudur.
bu durum başlangıçta mantık dışı gibi gözükebilir çünkü onu gözleyemiyorsunuz, bilemiyorsunuz ve dolayısıyla da kanıtlayamıyorsunuz fakat bilim budur. bilim bu şekilde ilerlemek zorundadır. yani bu şeyi daha iyi açıklayan bir teori gelene kadar eldeki teori ne ise en iyi teori odur. bundan sonra ise o teoriyi kanıtlamaya yönelik araştırmalara başlarsınız. kanıt bulunursa zaten sorun yoktur ancak kanıt bulunamazsa teorinin yerini başka teorilere bırakması gerekir. bilimde yanlış olduğu kanıtlanmış ancak yanlış olduğu kanıtlanana kadar üzerinde yıllarca araştırmalar yapılmış tonla teoriler olmuştur. şunu da eklemek gerekir ki bilimi inançlardan ayıran en önemli nokta, ortaya atılan teorinin cevabını aradığınız bir soruna getirmeye çalıştığı çözümdür ve bu çözüm inançlardan farklı olarak zamanla değişebilir. bu durum, teori bilimsel anlamda tartışmaya mahal vermeyecek şekilde evrensel olarak kabul edilene kadar sürer. şu da çok önemlidir ki; her teori, ne olursa olsun yanlışlanabilme ihtimaline sahiptir ve bu durum mutlak bir biçimde orada bir yerde durur. bu da demektir ki daha iyi bir teoriye her zaman bir açık kapı bırakılmıştır.
şimdi gelelim karanlık madde kavramına. nedir bu karanlık madde? bundan 13.7 milyar yıl önce, yani evrenin en başlarında onun yaklaşık yüzde 63'ünü oluşturan, şu an ki gözlemlenebilir evrenin ise yaklaşık yüzde 23'ünü oluşturan ve ışık da dahil bildiğimiz herhangi bir madde ile interaksiyona girmeyen bir şey/madde. verdiğim yüzde bilim insanları tarafından "100 kişiye sorduk ve halkın nabzını tuttuk" mantığıyla yapılan bir takım anketler gibi hesaplanmıyor elbette. gözlemlenebilir evrendeki karanlık maddenin haritasını çıkartıkları bazı yöntemler var. bunlardan biri ve en önemlisi de kütleçekimsel merceklenme yöntemidir. madem onu doğrudan ışıkla göremiyoruz ve bu şey üzerine gelen ışığı büküyorsa, o halde bu bükülmelerden faydalanıp dolaylı olarak onların koordinatlarını tespit edebiliriz demişler. böylece bilim insanları ışığın uzay boşluğunda yol alırkenki bükülmeleri ve belirli açılar oluşturarak ilerlemelerinden yola çıkarak gözlemlenebilir evrendeki karanlık maddenin üç boyutlu haritasının çıkarılmasına katkıda bulunmuşlardır.
görselde de görülebileceği üzere uzak bir galaksiden gelen ışık ortadaki karanlık madde yüzünden bükülerek dünya'ya ulaşıyor ve bu da asıl galaksiyi değil de onun iki tane sanal görüntüsünü görmemize neden oluyor: http://www.naturalhistory.../07/lensing_jpg_83751.jpg
peki karanlık madde nasıl bir şeydir? bu öyle bir maddedir ki elektronmanyetik dalgayı yani ışığı bile büküp uzaydaki yolunu değiştirir. aslında dünya da ışığı büküyor ancak bu kütleçekimsel etki ya da daha doğrusu uzay-zaman bükülmesi çok çok küçük açılarda bir bükme/bükülme olduğu için fark edilemiyor. yani kısacası, 3 uzay + 1 zaman boyutunda yaşayan varlıklar olarak biz insanlar, karanlık maddeyi elektromanyetik dalgaların hiçbiriyle algılayamayıp nasıl bir görüntüye sahip olduğunu bilemiyoruz, çünkü içinde yaşadığımız bu 3+1 boyutta ışık ve benzeri herhangi bir elektromanyetik dalga ile etkileşmediği için onu göremiyoruz. zaten insanlar olarak elektromanyetik tayfı baştan sona görebilseydik evren gözümüze şu an göründüğünden çok başka bir şekilde gözükecekti ve belki de gerçeklik anlayışımız daha farklı olacaktı.
şu da bir gerçektir ki bu şey bir bilgi taşıyor. peki bilgi de ne ola ki? şudur: evrende bilgi taşıyan her şey var, var olan her şey de bilgi taşıyor demektir. sen ben o karanlık madde ve herşey bir bilgi yığınından başka bir şey değildir. en önemlisi de bildiğimiz fizik yasalarına göre evrende bulunan bilgi yok olamaz, sadece değişime uğrayabilir. mesela gözlemlenebilir evrenin ötesinde de evrenin devamı olduğunu biliyoruz ancak evren ışık hızından hızlı bir şekilde genişlediği ve bu yüzden de ışık henüz bize gözlemlenebilir evrenin ötesindeki bilgileri ulaştıramadığı için özellikle evreni tanımlarken ayrıca bir "gözlemlenebilir evren" tanımını kulanıyoruz. her geçen saniye ise gözlemlenebilir evrenin çapı daha da artmakta ve oralardaki ışığın bize ulaşmasıyla yeni bilgiler almaktayız. kozmoloji anlamındaki bilgi konusu da kısaca budur.
sözün özü, biz sadece şu an dolaylı yollardan o karanlık maddedeki var olduğunu bildiğimiz bilgiyi onunla ışık ve benzeri maddeler yardımıyla etkileşime giremeyip direkt bir şekilde kendimize aktaramadığımız için yine onun hakkında da bilgi sahibi olamıyoruz. eğer bir gün bu konuda büyük bir bilgi sahibi olursak ve o gün uludağ sözlük hala hayatta olursa şimdiden rezerved ne kadar mantıklıdır bilmiyorum ama buraların bayağı bir şenleneceği kesindir diyebiliriz.
1990'lı yılların başlarında, evrenin genişlemesiyle ilgili kesin olarak bilinen bir şey vardı. Genişlemesini durdurup tekrar küçülmesine yetecek kadar yoğun enerjisi olabilirdi. Ya da belki o kadar az enerji yoğunluğu vardı ki genişlemesi hiç sona ermeyecekti. Ama kütleçekiminin zaman geçtikçe genişlemeyi yavaşlatacağı kesindi.
Böyle kabul edilmesine rağmen, yavaşlama gözlemlenememişti ama teorik olarak evrenin yavaşlaması gerekiyordu. Evren madde ile doludur ve kütleçekim kuvveti tüm maddeleri birbirlerine doğru çekmektedir.
1998'e gelindiğinde ise, Hubble Uzay Teleskobu'nun çok uzaklardaki süpernovalarla ilgili gözlemleri,
evrenin, çok uzun zaman önce aslında bugün olduğundan çok daha yavaş genişlediğini gösterdi.
Sonuç olarak, evrenin genişlemesi herkesin düşündüğü şekilde kütleçekiminin etkisiyle yavaşlamıyor; aksine daha da hızla genişliyor. Bunu kimse beklemiyordu; kimse bunu nasıl açıklayacağını bilmiyordu.
Ancak buna sebep olan bir şey vardı.
Neticede teorisyenler konuya üç çeşit açıklama getirdiler.
Bu, Einstein'ın kütleçekimi teorisinin, 'kozmolojik sabit'i içeren ve uzun süre önemsenmemiş versiyonu olabilirdi.
Belki uzayı dolduran garip bir enerji alanı mevcuttu.
Belki de Einstein'ın kütleçekimi teorisinde bir hata vardı ve yeni bir teori bu kozmik genişlemeyi yaratan bir alanı içerebilirdi.
Teorisyenler doğru yanıtın ne olduğunu hala bilmiyor,
ama çözüme bir isim vermiş durumdalar: Karanlık Enerji.
Karanlık Enerji Nedir?
Bu konuda bilmediklerimiz bilebildiklerimizden çok daha fazla.
Varolan karanlık enerjinin miktarını biliyoruz çünkü evrenin genişlemesine olan etkisini biliyoruz.
Bunun ötesi ise tamamen bir gizem. Ancak bu oldukça önemli bir gizem.
Kabaca evrenin %70'i karanlık enerjidir.
Karanlık madde ise %25'ini oluşturmaktadır.
Geri kalanı (dünya üzerindeki her şey, bugüne kadar aletlerimizle gözlemleyebildiğimiz her şey, tüm normal madde) evrenin %5'inden daha azını oluşturmaktadır.
Gelin bir düşünün, aslında buna normal madde demek pek de doğru değil, çünkü evrenin yalnızca çok küçük bir kısmını oluşturuyor.
Karanlık enerjinin ne olduğuna ilişkin açıklamalardan ilkine göre karanlık enerji uzayın yapısal bir özelliğidir.
Uzay boşluğunun aslında bir boşluk olmadığını ilk fark eden Albert Einstein'dı.
Uzayın, çoğu yeni yeni anlaşılmaya başlayan bir çok şaşırtıcı özelliği var. Einstein'ın keşfettiği ilk özellik uzayın daha fazlasının var olabileceği idi.
Ardından Einstein'ın kütleçekimine ilişkin teorisinin kozmolojik bir sabiti içeren versiyonu ikinci bir öngörüde bulundu. Bu öngörüye göre 'uzay boşluğu'nun kendine ait bir enerjisi vardır. Bu enerji uzaya ait bir özellik olduğu için de uzayın genişlemesine rağmen enerjide azalma olmayacaktır.
Sonuç olarak bu enerji evrenin sürekli daha da hızlı genişlemesine sebep olur. Ne yazık ki, neden bir kozmolojik sabite gerek duyulduğunu ve neden tam olarak bu sabit değerin evrenin gözlemlenen
genişleme hızına sebep olduğunu kimse anlayabilmiş değil.
Uzayın enerjisini nereden aldığına ilişkin bir başka açıklama da maddenin kuantum teorisinden geldi.
Bu teoriye göre, 'uzay boşluğu' aslında sürekli var olup yok olan geçici (sanal) parçacıklar ile
dopdolu bulunuyor.
Ancak fizikçiler bunun uzay boşluğuna ne kadar enerji verdiğini hesaplamayı denediklerinde, buldukları yanıt oldukça hatalıydı. Gerekenin 10120 katı bir sonuç bulundu. Bu arkasından 120 tane sıfır gelen 1 rakamını anlatan bir ifadedir.
Cevabı bu kadar kötü ıskalamak gerçekten zor bir iş. Yani gizem hala sürmektedir.
Karanlık enerjiye ilişkin bir başka açıklama da; bunun, evrenin genişlemesinde madde ve normal enerjinin tam tersi bir etkisi olan ve tüm uzayı kaplayan yeni bir tür dinamik enerji alanı olduğudur.
Bazı teorisyenler, Yunanlı felsefecilerin beşinci element ismini verdikleri gibi buna 'öz cevher' adını verdiler.
Ancak bu öz cevher aranan cevap olsa bile, bunun nasıl bir şey olduğunu, neyle etkileşime girdiğini veya neden var olduğunu hala bilmiyoruz.
Yani gizem hala sürüyor.
Son bir olasılık ise Einstein'ın kütleçekimi teorisinin doğru olmaması.
Böyle bir durum yalnızca evrenin genişlemesini etkilemekle kalmaz aynı zamanda galaksi ve yıldız kümelerindeki normal maddenin davranış biçimini de etkiler. Bu da bize, yapılacak yeni bir kütleçekimi teorisinin, karanlık enerji problemini çözüp çözemeyeceğini gösterir. Ancak yeni bir kütleçekimi teorisine gerek görülse, bu nasıl bir teori olur?
Nasıl hem Güneş Sistemi'ndeki kütlelerin hareketini, bugün Einstein'ın teorisinin yapmakta olduğu gibi doğru açıklayabilecek, hem de ihtiyacımız olan farklı bir evren öngörüsünde bulunabilecek?
Buna aday teoriler mevcut ancak hiç birisi yeterince ikna edici değil.
Yani gizem hala sürüyor.
Karanlık enerjiyi açıklayan olasılıklar (evrene ait bir özellik oluşu, yeni bir dinamik alan oluşu, ya da yeni kütleçekimi teorisi) arasında karar verebilmemiz için daha fazla ve daha iyi verilere ihtiyacımız vardır.
Birleşik Karanlık Enerji Görevi (JDEM) halihazırda üzerinde çalışılmakta olan bir NASA görevidir.
Amacı; teorisyenlerin, ortaya atılan teoriler arasındaki farkları daha iyi görebilmelerine olanak veren
evren gözlemlerini sağlayabilmek ve belki de nihayet gizemin çözülmesine öncülük etmektir.
Evrenin teorik oluşum modelini, bir dizi kozmolojik gözleme uygun halde bir araya getiren bilim adamları bu oluşumun %70'nin karanlık enerji, %25'nin karanlık madde, ve %5'in ise normal bilinen madde olduğu sonucuna ulaştılar.
Karanlık madde nedir?
Karanlık maddenin ne olmadığına ilişkin kesin bilgimiz ne olduğuna ilişkin bilgimizden daha fazladır. ilk olarak, bu yapının 'karanlık' olması onun görünen yıldız ve gezegenlerle aynı yapıda olmadığı anlamında kullanılmaktadır.
Gözlemlere göre evrenin %25'inin çok çok daha az bir kısmı görünen maddeden oluşmaktadır.
ikinci olarak, karanlık madde, baryon adlı parçacıklardan meydana gelen karanlık bulut yapısındaki normal maddeden meydana gelmemektedir..
Bunu biliyoruz çünkü baryonik bulutları, içinden geçen radyasyonu emerek tutmalarından dolayı tespit edebiliyoruz.
Üçüncü olarak, karanlık madde anti-madde değildir; çünkü anti-maddenin madde ile yok edilmesi sırasında açığa çıkan benzersiz gama ışınları görünmemektedir. Son olarak, görünen kütleçekimsel bükülme
sayılarını temel alarak galaksi büyüklüklerindeki karadelikleri ayırabiliyoruz.
Yüksek derecede yoğunlaşmış madde, uzak cisimlerden gelerek yanından geçen ışığı büker, ancak bu cisimlerin öngörülen % 25'lik karanlık maddeyi ortaya çıkardığını öne sürebileceğimiz kadar yeterli sayıda bükülme olayı görmüyoruz.
Ne var ki, bu noktada tutarlı birkaç karanlık madde olasılığı da yok değil.
Baryonik madde, kahverengi cücelerin veya ağır elementlerin küçük, yoğun yığınları içinde bağlı bulunduğu takdirde karanlık maddeyi oluşturabilir.
Bu olasılıklar büyük kütleli yoğun halo cisimleri MACHOs) olarak bilinmektedir.
Ancak en yaygın görüş karanlık maddenin baryonik olmadığı, bunun yerine axion veya WIMP'ler (zayif etkileşimli büyük kütleli parçacıklar) gibi daha egzotik parçacıklardan meydana geldiği yönündedir.
Evrenin kütlesinin gözlemlenen ve hesaplanandan çok daha fazla olmasından sorumlu tutulan karanlık enerjiden sonraki ikinci sorumlu. Hesaplanan evren ağırlığının %23lük bir kısmını karanlık maddedinin oluşturduğu % 70 civarını ise karanlık enerjinin oluşturduğu varsayılıyor. Biz ise kalan % yüzde 5-7 gibi oran hakkında bilgi ya da fikir sahibiyiz.
Kayıp "Karanlık Madde" Keşfedildi: Galaksiler Arası Uzayın Karanlık Madde ile Dolu Olduğunu Artık Biliyoruz!
Tokyo Evren Fiziği ve Matematiği Enstitüsü'nden (IPMU) ve Nagoya Üniversitesi'nden bilim insanları büyük ölçekli bilgisayar simülasyonlarını ve kütleçekimsel lenslemeye yönelik güncel gözlemsel verileri kullanarak Kuantum Mekaniği'nin teorik olarak olması gerektiğini ortaya koyduğu Karanlık Madde'nin galaksilerin etrafını nasıl doldurduğunu ispatladı.
Yeni araştırma galaksilerin kesin "sınırları" olmadığını netleştiriyor. Bunun yerine galaksilerin karanlık maddeden oluşan uzun dış bölgeleri var ve galaksiler arasındaki uzay karanlık madde ile dolu.
Evren'de "karanlık madde" denilen, görünemeyen bir maddenin bulunduğu bilinmekteydi. Bu madde bugünkü Evren'in %22'sini kaplıyor. Buna karşılık bildiğimiz tüm madde Evren'in sadece %4.5'ini kaplıyor. Fakat yine de bir soru kalıyor: Karanlık Madde'nin çoğu Evren'in neresinde?
Einstein'ın Genel Görecelik Teorisi büyük kütleli cisimlerin yanından geçen ışık ışınlarının "kütleçekimsel lensleme" denen bir olay sebebiyle büküldüğünü öngörmektedir. Örneğin bu, yakın bir galaksinin, uzak bir galaksiden gelen ışınların deforme olmasına ve parlaklaşmasına sebep olur. Ancak bu etki çok küçüktür ve tek bir galaksi ile tespit etmek çok güçtür. Bunu sadece yakın zamanda Sloan Digital Sky Survey (SDSS) isimli proje milyonlarca galaksinin görüntülerini kullanarak galaksilerin etrafındaki kütle dağılımını ortaya çıkardı. 2010 yılında Toronto Üniversitesi'nden Brice Menard ve IPMU'dan Masataka Fukugita 24 milyon galaksinin görüntülerini SDSS'ten alarak başarıyla galaksiler etrafındaki karanlık maddeden ötürü lensleme etkisini gözleyebilmişlerdi. Bu sonuçtan yola çıkarak galaksilerin merkezlerinden 100 milyon ışık yılı bir mesafe içerisindeki kütle yoğunluğu dağılımını tespit etmişlerdi.
IPMU'dan Masataka Fukugita ve Naoki Yoshida, Nagoya Üniversitesi'nden Shogo Masaki ile birlikte çok büyük ölçekli bilgisayar simülasyonları kullanarak karanlık maddenin kozmik yapı oluşumuna nasıl etki ettiğini ortaya çıkardı. Galaksilerin etrafında karanlık maddenin bulunduğunu gösterdiler, yıldızların bile ötesine dek... Karanlık madde dağılımı düzenli ama galaksiler arası uzaya dağılmış şekildedir; ancak yıldızlar gibi ışıklı bileşenler sınırlı bir bölge ile çevrelenmiştir. Daha da ilginç olarak, bu araştırma sonucunda tahmin edilen toplam karanlık madde miktarı global kozmik kütle yoğunluğu ve galaksilerin kütlelerinden ulaşılan ağırlıklar arasındaki boşluğu tam olarak doldurmaktadır.
Uzun süredir merak edilen kayıp karanlık maddenin gizemi artık çözüldü. Net bir şekilde söyleyebiliriz ki, galaksiler arası uzay karanlık madde ile doludur.
mevcudiyeti yanlız uzayda ki maddelere uyguladığı küresel çekim etkisiyle anlaşılır. galaksiler üzerinde büyük bir etki sağlar. karanlık madde olmasaydı evrendeki galaksilerin, hızları hareketleri ve yerleri tamamen farklı olurdu. karanlık maddenin yapısı hakkında günümüz bilimi çok az bilgi sahibi. zira karanlık madde henüz varsayımsal boyutları aşabilmiş değil. dünyaya ait bilinen fizik yasaları galaksilerin var olan hareketlerini hızlarını ve konumlarınına ters düştüğü için karanlık madde tezi dışında herhangi bir görüş galaksilerin bu olağan dışı durumlarını açıklaya bilmiş değildir.
tam olarak ne olduğunu bilmek güç.. zaten, adına karanlık denmesi bile, konu hakkında cehaletimizi ortaya koyuyor. yani, isminde bilinçli bir gizem söz konusu.
gerçekten de tüyler ürpertici. zira, bilinen hiçbir maddeden bir araya gelmemesi gibi, evrenin büyük bir bölümünü kaplıyor.. kosmosun karanlık yüzü bir bakıma.. cern'deki deney dahilinde, yanıtı bulunmaya çalışılan çetrefilli sorunlardan başlıcasıydı.
dark matter olarak da bilinir. Evrenin kütlesinin %90ını oluşturmasına rağmen hala bilinmezliğini koruyan 1933 yılında keşfedilmiştir. Işıksız olduğu için görünemez olduklarından sadece yer çekim alanlarıyla tespit edilebilmektedir.
