image

Evrenin Yüzde 85’lik Gizemi: Karanlık Madde Teorileri Yeniden Gündemde

0

Evrenin yaklaşık yüzde 85’inin karanlık maddeden oluştuğu düşünülüyor. Ancak bu gizemli maddenin gerçekte ne olduğu, modern fiziğin en büyük sorularından biri olmayı sürdürüyor.

Haber Merkezi / Fizikçiler uzun yıllardır karanlık maddeyi açıklamak için parçacıklardan ilkel kara deliklere kadar çok sayıda teori üzerinde çalışıyor. İlkel kara deliklerin karanlık maddenin kaynağı olabileceği fikrine yöneltilen eleştirilerin başında ise bazı modellerin “ince ayarlı” olması geliyor. Başka bir ifadeyle, bu modellerin evrende gözlenen karanlık madde miktarını açıklayabilmesi için bazı parametrelerin oldukça dar bir aralıkta bulunması gerektiği öne sürülüyor.

Ancak California Üniversitesi, Santa Cruz’dan teorik fizikçi Stefano Profumo’nun yaptığı yeni bir çalışma, bu yaklaşımın tüm ilkel kara delik senaryolarına genellenemeyeceğini ortaya koyuyor.

Physical Review D dergisinde yayımlanan araştırmada Profumo, farklı karanlık madde modellerinin ne ölçüde “ince ayarlı” olduğunu aynı matematiksel ölçüt üzerinden karşılaştırdı. Çalışmanın sonuçları, bazı ilkel kara delik modellerinin matematiksel açıdan sanıldığı kadar hassas olmadığını, buna karşılık bazı popüler parçacık modellerinin daha yüksek düzeyde ince ayara ihtiyaç duyduğunu gösterdi.

“İnce Ayar” Ne Anlama Geliyor?

Bir teorinin “ince ayarlı” olması, modelin işe yarayabilmesi için parametrelerinin çok dar ve özel değer aralıklarında bulunması anlamına geliyor.

Örneğin bir modeldeki küçük bir parametre değişikliği, teorinin öngördüğü karanlık madde miktarında çok büyük bir farklılığa yol açıyorsa, o model yüksek derecede hassas kabul ediliyor. Buna karşılık, parametrelerdeki değişikliklere rağmen modelin sonuçları büyük ölçüde korunuyorsa teori daha az ince ayarlı, dolayısıyla daha “doğal” kabul ediliyor.

Profumo çalışmasında, parçacık fiziği modellerinin hassasiyetini değerlendirmek için daha önce geliştirilen Barbieri-Giudice ölçütünü kullandı.

Bu ölçüt temel olarak şu soruya yanıt arıyor: Modeldeki başlangıç parametrelerinden biri küçük miktarda değiştirildiğinde, modelin öngördüğü karanlık madde miktarı ne kadar değişiyor?

Profumo, bu yöntemi 16 farklı karanlık madde modeline uyguladı ve bunlardan 12 temsili senaryoyu ayrıntılı olarak karşılaştırdı.

İncelenen senaryolar arasında kozmik enflasyona ihtiyaç duymadan ilkel kara deliklerin oluşabileceğini öne süren modellerin yanı sıra, enflasyon dönemindeki farklı oluşum mekanizmalarına dayanan kara delik senaryoları da yer aldı.

Parçacık adayları arasında ise WIMP’lerin çeşitli modelleri, FIMP’ler, asimetrik karanlık madde ve aksiyonlar gibi teorik parçacıklar incelendi.

Araştırmacı, modellerin öngörülerini evrende gözlenen karanlık madde miktarıyla karşılaştırdı. Çalışma herhangi bir yeni teleskop gözlemi veya laboratuvar deneyi içermedi. Bunun yerine mevcut teorilerin matematiksel yapısı analiz edildi ve her modelin parametre değişikliklerine karşı hassasiyeti hesaplandı.

Bazı Kara Delik Modelleri Daha Az Hassas Çıktı

Analizin sonuçları, incelenen modeller arasında belirgin farklılıklar bulunduğunu gösterdi.

Daha düşük ince ayar gerektiren modeller arasında asimetrik karanlık madde, bazı aksiyon senaryoları, belirli bir ilkel kara delik oluşum modeli, rezonans dışı bir WIMP modeli ve FIMP modeli yer aldı.

Bu modellerde, başlangıç parametrelerindeki değişikliklerin karanlık madde miktarı üzerindeki etkisinin görece sınırlı olduğu görüldü.

Orta düzeyde hassasiyet gösteren modeller arasında ise erken evrende radyasyonun baskın olduğu dönemde oluşan bazı ilkel kara delik senaryoları ile belirli WIMP modelleri bulundu.

En yüksek hassasiyet ise bazı rezonans temelli WIMP modellerinde ve kozmik enflasyon sırasında “ultra yavaş yuvarlanma” olarak tanımlanan özel bir aşamaya dayanan ilkel kara delik senaryosunda görüldü.

Bu sonuç, tüm ilkel kara delik modellerinin aynı derecede ince ayarlı olduğu yönündeki genel yaklaşımın matematiksel açıdan desteklenmediğine işaret ediyor.

Çalışmanın en önemli sonuçlarından biri, ilkel kara deliklerin karanlık madde adayı olarak değerlendirilmesinde tek bir oluşum mekanizmasının bütün senaryoları temsil edemeyeceğini göstermesi.

Bazı ilkel kara delik modelleri gerçekten yüksek düzeyde ince ayar gerektirirken, bazıları daha geniş bir parametre aralığında çalışabiliyor. Benzer şekilde, parçacık tabanlı modellerin de her zaman daha “doğal” olduğu söylenemiyor.

Bu nedenle araştırma, karanlık madde adaylarının değerlendirilmesinde teorinin türünden ziyade, her modelin matematiksel hassasiyetinin ayrı ayrı incelenmesi gerektiğine dikkat çekiyor.

Karanlık Maddenin Sırrı Hâlâ Çözülmüş Değil

Yeni çalışma, karanlık maddenin ilkel kara deliklerden oluştuğunu kanıtlamıyor. Aynı şekilde WIMP’leri, aksiyonları veya diğer parçacık adaylarını da eliyor değil.

Araştırmanın ortaya koyduğu temel sonuç, farklı karanlık madde teorilerinin “ince ayar” açısından aynı ölçütle karşılaştırılması gerektiği.

Dolayısıyla karanlık maddenin doğasına ilişkin tartışmada, belirli bir teoriye yönelik genel kabuller yerine modellerin matematiksel özelliklerinin ve gözlemlerle ne ölçüde uyumlu olduklarının dikkate alınması önem taşıyor.

Karanlık maddenin ne olduğu sorusu ise hâlâ yanıt bekliyor. Yeni çalışma, bu arayışta hem parçacık hem de ilkel kara delik senaryolarının daha sistematik ve karşılaştırmalı biçimde değerlendirilmesi gerektiğini ortaya koyuyor.

Paylaşın

Kara Deliklerin Çınlaması Evrenin Gizli Sırrını Ortaya Çıkarabilir

0

İki kara delik çarpışıp birleştiğinde, ortaya çıkan yeni kara delik tıpkı vurulan bir çan gibi “çınlıyor” ve uzay-zamanda giderek zayıflayan kütle çekim dalgaları yayıyor. Çınlama (ringdown) olarak adlandırılan bu kısa süreli dalga sinyali, kara deliklerin çevresinde bugüne kadar tespit edilememiş yapıların izlerini taşıyor olabilir.

Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’ne göre, ideal koşullardaki bir kara deliğin çınlama sinyali temel olarak iki özelliğine bağlıdır: kütlesi ve dönme hızı.

Ancak kara deliğin çevresinde henüz doğrudan gözlemleyemediğimiz bir madde veya yapı bulunuyorsa, bu durum çınlama sinyalinin özelliklerini değiştirebilir.

Teorik fizikte kara deliğin çevresindeki bu tür olası ek yapılara “kara delik saçı” (black hole hair) adı veriliyor. Bu yapıların gerçekten var olması halinde, kara deliklerin yaydığı kütle çekim dalgalarında küçük fakat ölçülebilir değişiklikler oluşturması bekleniyor.

Japonya’daki Nagoya Üniversitesi liderliğindeki uluslararası araştırma ekibi, kütle çekim dalgalarındaki küçük sapmaları inceleyerek kara deliklerin çevresindeki bu olası yapıların izlerini tespit etmeye yönelik yeni bir yöntem geliştirdi.

Journal of Cosmology and Astroparticle Physics dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, kara deliğin çevresindeki ek madde veya yapıların çınlama sinyalini her açıdan aynı şekilde etkilemesi gerekmiyor.

Araştırmacılar, özellikle dalganın frekansı ile sönümlenme hızının farklı oranlarda değişebileceğini ortaya koydu. Bu farklılıkların incelenmesi, yalnızca kara deliğin çevresinde alışılmadık bir yapının bulunup bulunmadığına ilişkin ipucu vermekle kalmayıp, bu yapının özellikleri hakkında da bilgi sağlayabilir.

Kara delikler, uzay-zamanı olağanüstü güçlü biçimde büker. Bu nedenle ışığın ve kütle çekim dalgalarının hareketleri de bu devasa gök cisimlerinin yakınında önemli ölçüde etkilenir.

Kütle çekiminin en uç koşullarda ortaya çıktığı kara delikler, bu özellikleri sayesinde Einstein’ın teorisini ve mevcut fizik anlayışını sınamak için evrendeki en önemli doğal laboratuvarlardan biri olarak kabul ediliyor.

Çalışmanın başyazarı ve Nagoya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü doktora öğrencisi Ariadna Uxue Palomino Ylla, kara delik saçı kavramının önemini şu sözlerle açıklıyor:

“Kara delik saçı, kara deliği çevreleyen egzotik bir maddeyi veya Einstein’ın teorisinden olası sapmaları temsil edebilir. Bu yapılar çınlama sinyalini küçük ölçekte değiştirdiği için, söz konusu değişiklikleri tespit etmek ya da dışlamak, kütle çekimini en uç koşullarda test etmemize olanak sağlayabilir.”

Dönen Kara Deliklerde Dönüş Yönü Önem Kazanıyor

Araştırma ekibi, geliştirdiği yöntemde ışığın kara delik çevresindeki hareketi ile çınlama dalgalarının davranışı arasındaki ilişkiden yararlandı.

Bilim insanları, standart kara delik modellerine teorik olarak küçük miktarlarda ek madde yerleştirerek Einstein’ın denklemleri üzerinden çeşitli simülasyonlar gerçekleştirdi.

Dönen kara delikler söz konusu olduğunda ise ortaya daha dikkat çekici bir tablo çıktı.

Kara deliğin dönüş yönüyle aynı yönde hareket eden ışık ve dalgalar ile dönüş yönünün tersine hareket eden ışık ve dalgaların, çevredeki maddeden farklı biçimlerde etkilenebildiği görüldü.

Bu farklılık, gelecekte elde edilecek kütle çekim dalgası sinyallerinde kara deliğin çevresinde alışılmadık bir yapı bulunup bulunmadığının belirlenmesine yardımcı olabilir.

Gelecekteki Gözlemler İçin Yeni Bir Yol Haritası

Araştırmacılar, her bir olası “kara delik saçı” modelini ayrı ayrı incelemek yerine, geliştirdikleri yöntemin bu tür yapıların gözlemlenebilir etkilerini sınıflandırmak için daha genel bir çerçeve sunduğunu belirtiyor.

Çalışmanın sonuçları şimdilik teorik hesaplamalara dayanıyor. Ancak gelecekte LIGO, Virgo ve uzay tabanlı LISA gibi kütle çekim dalgası gözlemevlerinden elde edilecek veriler, bu teorik öngörülerin sınanmasına olanak sağlayabilir.

Eğer gelecekte bir kara delik birleşmesinden gelen sinyalde Genel Görelilik’in öngördüğü standart çınlama modelinden küçük sapmalar tespit edilirse, araştırmacılar bu yeni yöntem sayesinde söz konusu değişikliklerin kaynağını daha ayrıntılı biçimde inceleyebilecek.

Bu nedenle kara deliklerin birleşmesinden sonra uzaya yayılan ve kısa süre içinde sönümlenen o zayıf “çınlama”, evrendeki görünmeyen maddelerin ve henüz keşfedilmemiş fiziksel süreçlerin izlerini taşıyan önemli bir kozmik sinyal olabilir.

Paylaşın

Karanlık Madde Arayışında Yeni Yaklaşım

0

Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, karanlık maddeyi arama yöntemlerimizi yeniden düşünmemiz gerektiğini öne sürüyor.

Haber Merkezi / Araştırma, karanlık maddeyi anlamak için her gözlemsel sistemde aynı “izleri” bulmanın zorunlu olmayabileceğini vurguluyor.

Bu yaklaşıma göre, galaksimizin merkezinde olası bir karanlık madde sinyali (örneğin parçacıkların yok oluşundan kaynaklanan gama ışını fazlalığı) gözlemlense bile, aynı sinyalin cüce galaksilerde görülmemesi bu açıklamayı tamamen dışlamak için yeterli olmayabilir. Karanlık madde, tek tip bir parçacıktan ziyade, farklı koşullarda farklı davranabilen bir yapıdan oluşuyor olabilir.

Galaktik Merkezdeki Gama Işını Fazlalığı

Karanlık maddenin varlığı, görünür madde üzerindeki yerçekimsel etkilerinden biliniyor; ancak doğrudan gözlemlenemediği için doğası hâlâ büyük bir gizem.

Birçok model, karanlık maddeyi parçacıklardan oluşan bir yapı olarak ele alır. Bu senaryolara göre, iki karanlık madde parçacığı karşılaştığında birbirini yok ederek yüksek enerjili gama ışınları üretebilir.

Fermilab’dan teorik fizikçi Gordan Krnjaic, Samanyolu merkezine yakın bölgelerden gelen fotonlarda bir fazlalık gözlendiğini belirtiyor. Bu fazlalık, Fermi Gamma-ray Space Telescope verilerinde tespit edilen sinyallerle ilişkilendiriliyor ve karanlık madde yok oluşundan kaynaklanıyor olabileceği düşünülüyor.

Ancak bu emisyonun, pulsar popülasyonu gibi astrofiziksel kaynaklardan da oluşabileceği alternatif açıklamalar arasında yer alıyor.

Bu ikilemi çözmek için farklı sistemlere bakmak gerekiyor. Krnjaic’e göre, “Eğer bazı karanlık madde modelleri doğruysa, benzer sinyallerin her galakside, özellikle de cüce galaksilerde görülmesi gerekir.”

Cüce Galaksiler: “Temiz” Gözlem Alanları

Cüce galaksiler küçük ve sönük yapılar olmalarına rağmen karanlık madde açısından oldukça zengindir. Az sayıda yıldız içermeleri ve düşük astrofiziksel arka plan gürültüsü sayesinde, karanlık madde sinyallerini aramak için “temiz” gözlem alanları olarak kabul edilirler.

Standart teoriler, karanlık madde parçacıklarının yok oluşu için iki temel senaryo öngörür:

Sabit olasılık: Yok oluş ihtimali parçacık hızına bağlı değildir. Bu durumda Samanyolu’nda gözlenen bir sinyalin cüce galaksilerde de görülmesi beklenir.

Hıza bağlı olasılık: Yok oluş ihtimali parçacık hızına bağlıdır. Cüce galaksilerde parçacıkların çok düşük hızlarla hareket etmesi, etkileşim ihtimalini azaltabilir ve sinyalin neredeyse görünmez olmasına yol açabilir.

İki Bileşenli Karanlık Madde Senaryosu

Krnjaic ve ekibi, cüce galaksilerde sinyalin gözlenmemesini açıklarken Samanyolu verileriyle çelişmeyen daha karmaşık bir model öneriyor.

Bu modele göre karanlık madde, iki farklı parçacıktan oluşuyor olabilir. Bu parçacıkların yok olabilmesi için birbirlerini karşılamaları gerekir.

Bu durumda yok oluş olasılığı, her galaksinin içindeki parçacık dengesine bağlıdır. Samanyolu gibi büyük galaksilerde bu denge görece korunurken, cüce galaksilerde ciddi bir asimetri oluşabilir. Eğer bu sistemlerde bir parçacık türü baskın değilse, yok oluş olasılığı düşer ve gama ışını sinyali ortaya çıkmayabilir.

Önerilen model, klasik karanlık madde senaryolarına göre daha esnek bir çerçeve sunuyor. Gelecekte Fermi Gamma-ray Space Telescope tarafından yapılacak daha hassas gözlemler, cüce galaksilerden gelen sinyallerin varlığını ya da yokluğunu netleştirebilir.

Sinyalin tespit edilmesi, iki bileşenli karanlık madde modelini destekleyebilirken; sinyalin yokluğu, parçacıklar arasındaki dengesizliğe işaret edebilir. Her iki durumda da, “görünmeyen” veriler karanlık maddenin doğasını anlamak için önemli ipuçları sunabilir.

Paylaşın

Genişleyen Evren Teorisine Meydan Okumak: Karanlık Enerji “Yok”

0

Karanlık enerji, bilimin en büyük gizemlerinden biri olmaya devam ediyor. Bilim insanları, geçtiğimiz yüzyıl boyunca, Evren’in her yöne doğru genişlediğini ileri sürdüler.

Haber Merkezi / Bilim insanları, karanlık enerji fikrini de, açıklayamadıkları fiziğin yerine geçen bir kavram olarak kullandılar.

Yeni Zelanda’nın Christchurch kentindeki Canterbury Üniversitesi’nden bir grup bilim insanı, Tip Ia süpernovalarının geliştirilmiş ışık eğrisi analizini kullanarak, Evren’in “daha engebeli” bir şekilde genişlediğini ileri sürerek, geleneksel anlayışa meydan okuyor. Araştırmada yer alan bilim insanlarına göre, karanlık enerji yok.

Mevcut anlayış, Evren tekdüze bir şekilde genişlediğini varsayar.

Boş bir uzayda zaman bir galakside olduğundan daha hızlı geçer, çünkü yer çekimi, zamanı yavaşlatır. Araştırmaya göre, Samanyolu’ndaki bir saat, Evren’deki boşluklardaki ortalama bir saatten yaklaşık yüzde 35 daha yavaştır; bu da bu boşluklarda milyarlarca yıl daha geçeceğini göstermektedir. Evren’in genişlemesi hızlanıyor gibi görünmektedir, çünkü Evren’de uzanan boş boşluk ne kadar genişlerse, genişleme için o kadar fazla alan sağlar.

Araştırmayı yöneten Profesör David Wiltshire, “Bulgularımız, evrenin giderek artan bir oranda genişlemesinin nedenini açıklamak için karanlık enerjiye ihtiyacımız olmadığını gösteriyor” diyor ve ekliyor: Karanlık enerji, içinde yaşadığımız evren kadar engebeli bir evrende, genişlemenin kinetik enerjisindeki değişimlerin yanlış tanımlanmasıdır.

“Araştırma, genişleyen evrenimizin tuhaflıkları etrafındaki temel sorulardan bazılarını çözebilecek ikna edici kanıtlar sunuyor” diyen David Wiltshire, “Yeni verilerle evrenin en büyük gizemi on yılın sonunda çözülebilir” ifadelerini kullanıyor.

Karanlık enerji, Evren’in kütle – enerji yoğunluğunun yaklaşık üçte ikisini oluşturur ve genel olarak maddeden bağımsız olarak işleyen zayıf bir anti-yerçekimi kuvveti olduğuna inanılır.

Karanlık madde ve karanlık enerji nedir?

Karanlık madde, evrenin yapısının muhtemelen yaklaşık yüzde 27’sini oluşturduğu düşünülen gizemli bir maddedir. Nedir? Ne olmadığını söylemekten biraz daha kolaydır.

Lambda Soğuk Karanlık Madde Modeli (diğer adıyla Lambda-CDM modeli veya bazen sadece Standart Model) adı verilen bir modele göre atomlar evrenin yaklaşık yüzde 5’ini oluşturur. Karanlık madde, karanlık enerji ile aynı şey değildir. Standart Model’e göre karanlık enerji evrenin yaklaşık yüzde 68’ini oluşturur.

Karanlık madde görünmezdir; ışık veya X-ışınları veya radyo dalgaları gibi herhangi bir elektromanyetik radyasyon yaymaz, yansıtmaz veya emmez. Bu nedenle, evrene dair tüm gözlemlerimiz, kütle çekim dalgalarını tespit etmenin yanı sıra teleskoplarımızda elektromanyetik radyasyonu yakalamayı içerdiğinden, aletler karanlık maddeyi doğrudan tespit edemez.

Yeni gözlemler Evrenin mevcut genişleme hızını sorgulamaya devam ediyor. Büyük Patlama’nın art ışımasından elde edilen kanıtlar, Evren’in “son genişlemesi” ile açıkça çelişiyor; bu anomali “Hubble gerilimi” şekline ifade ediliyor.

“Artık o kadar çok veriye sahibiz ki, 21. yüzyılda nihayet şu soruyu cevaplayabiliriz: Karmaşıklıktan basit bir ortalama genişleme yasası nasıl ve neden ortaya çıkıyor?” sorunu soran Wiltshire, “Einstein’ın genel görelilik kuramıyla uyumlu basit bir genişleme yasasının Friedmann denklemine uyması gerekmez” diyor.

Friedmann denklemi, genel görelilik kapsamında homojen ve izotropik modellerde evrenin genişlemesini belirleyen denklemlerdir. Evrenin yoğunluğu, yeterince büyük bir hacim göz önüne alınarak ve gözlenen kütle ölçülerek bulunur. Bu kütleyi belirlemek için, bu hacim içinde gözlenen parlak galaksiler sayılır ve bu sayı ortalama bir galaksinin kütlesiyle çarpılır.

Bir galaksinin kütlesinin, galaksinin sarmal ya da elips biçiminde olduğu belirtildiğinde, ortalama olarak türünü temsil ettiği varsayılır. Bu yöntemlerden birinde, galaksi merkezi çevresinde dönen gaz bulutlarının yaydığı 21 cm hidrojen çizgisi ölçülür ve galaksi merkezinden itibaren ölçülen çeşitli uzaklıklar için dönme hızı, çizgi genişliklerinden çıkarılır. Buradan da merkezcil ve kütleçekim kuvvetinin eşit olduğu bilindiğinden kütle hesaplanabilir.

Paylaşın

Evren Hakkında Çığır Açan Keşif

0

Yaklaşık 130 bin galaksiye ait görüntüleri inceleyen bilim insanları, evrene dair anlayışımızı değiştirebilecek yeni kanıtlara ulaştı. Bilim insanları, karanlık madde teorisinin gerçek olmayabileceğini öne sürdü.

Çalışmada yer alan araştırmacı Tobias Mistele, “Ya karanlık madde haleleri düşündüğümüzden çok daha büyük ya da kütleçekime dair anlayışımızı temelden gözden geçirmemiz gerekiyor” dedi.

Bilim dünyası bir yandan karanlık madde teorisini destekleyecek daha güçlü kanıtlar ararken, bir yandan da farklı teorilerle evrendeki tuhaf durumlara açıklık getirmeye çalışıyor.

Bilim insanları galaksilerin merkezinden uzaktaki cisimlerin, daha düşük bir kütleçekim kuvvetine maruz kalmasından dolayı daha yavaş hareket etmesi gerektiğini düşünüyor.

Öte yandan bugüne kadar yapılan gözlemlerde, uç kısımlardaki yıldızların da merkezdekilere yakın hızlarda döndüğü görüldü. Bu durumu karanlık madde teorisiyle açıklayan gökbilimciler, bu görünmez maddenin yarattığı kütleçekim kuvvetinin yıldızları etkilediğini öne sürüyor.

Bu teoriye göre galaksilerin merkezinden 300 bin ışık yılı mesafeye uzanan, hale şeklinde karanlık madde kümeleri var. Bundan daha uzağa gidildiğinde yıldızların daha yavaş hareket etmeye başlaması gerekiyor.

Fakat The Astrophysical Journal Letters adlı hakemli dergide yakın zamanda yayımlanan bir makalede merkezden 1 milyon ışık yılı uzaktaki yıldızların, mevcut karanlık ve görünür madde teorileriyle açıklanamayacak hızlarda dönmesi gerektiği öne sürüldü.

Avrupa Güney Rasathanesi’nin Şili’deki VLT Tarama Teleskobu tarafından çekilen yaklaşık 130 bin galaksiye ait görüntüleri inceleyen araştırmacılar, kütleçekimsel merceklenme denen bir olgudan yararlandı.

Kütleçekimsel merceklenme, galaksiler gibi büyük kütleli cisimlerin, uzak bir kaynaktan gelen ışığı bükmesini ifade ediyor. Merceklenmeye dair incelemeler, galaksinin hem görünür madde hem de çok daha yüksek miktarda olduğu varsayılan karanlık madde miktarına dair fikir veriyor.

Bilim insanları kütleçekimsel merceklenme verilerine dayanarak galaksilerin merkezinden 1 milyon, hatta belki 3 milyar ışık yılı ötedeki yıldızların, görünür ve karanlık madde miktarıyla açıklanamayacak hızda dönmesi gerektiğini öne sürdü.

Bulgular ya karanlık maddenin daha yüksek miktarda olması gerektiğine ya da bu teorinin temelden yanlış olduğuna ve galaksilerdeki hareketlerin farklı şekilde açıklanabileceğine işaret ediyor.

Çalışmanın yazarlarından Tobias Mistele, “Bu keşif mevcut modellere meydan okuyor” diyor: Ya karanlık madde haleleri düşündüğümüzden çok daha büyük ya da kütleçekime dair anlayışımızı temelden gözden geçirmemiz gerekiyor.

Galaksilerin uç kısımlarındaki tuhaf hareketleri karanlık maddeye gerek kalmadan açıklayan seçenekler arasında Değiştirilmiş Newton Dinamiği (Modified Newtonian Dynamics / MOND) teorisi var. Bu teoriye göre Isaac Newton’ın kütleçekim yasası sadece bir noktaya kadar geçerli ve yüksek dönme hızlarında farklı türde bir davranış devreye giriyor.

Makalenin ortak yazarı Stacy McGaugh, gözlemlerin bu teoriyle açıklanabileceğini düşünüyor.

Bilim dünyası bir yandan karanlık madde teorisini destekleyecek daha güçlü kanıtlar ararken, bir yandan da farklı teorilerle evrendeki tuhaf durumlara açıklık getirmeye çalışıyor.

Avrupa Uzay Ajansı’nın geçen yıl fırlatılan Euclid Uzay Teleskobu’nun daha iyi kütleçekimsel merceklenme verileri sağlaması bekleniyor. Teleskobun gözlemleri galaksilerin uç kısımlarındaki gizemin aydınlatılmasına katkı sunabilir.

(Kaynak: Independent Türkçe)

Paylaşın

Orantısız Galaksiler, Karanlık Maddenin Hızına Işık Tutuyor

0

Estonya Tartu Üniversitesi Gözlemevi’ndeki gökbilimciler, karanlık maddenin hızını ölçmek için yeni bir yöntem geliştirdiler; yöntem, evrendeki maddenin yüzde 85’ini oluşturan ve yalnızca kütleçekimsel etkileriyle tespit edilen bulunması zor maddenin doğasına dair bilgiler sunuyor.

Haber Merkezi / Gökbilimciler, karanlık maddenin hızını ölçmek için evrende karanlık maddeye göre hareket halinde olan galaksileri ararlar. Evrendeki her şey hareket halinde olduğundan ve önemli miktarda karanlık madde bulunduğundan, bu tür galaksileri tanımlamak nispeten kolaydır.

Galaksiler, karanlık madde de dahil olmak üzere her türlü maddeyi kendine çeker. Karanlık madde bir galaksinin yanından geçerken galaksi, karanlık madde parçacıklarına kütleçekimsel bir çekim uygulayarak yörüngelerini değiştirmelerine neden olur.

Ancak karanlık madde parçacıklarının yönlerini değiştirmesi zaman aldığından, önemli ölçüde etkilenmeden galaksiyi geçerler.

Sonuç olarak karanlık madde parçacıkları galaksinin içine girmez, galaksinin arkasına doğru hareket eder. Galaksinin arkasındaki bu bölgede madde yoğunluğu artarak dinamik sürtünme olarak bilinen ve galaksinin hareketinde yavaşlamaya neden olan bir olguya yol açar.

Dinamik sürtünmenin gücü, karanlık madde parçacıklarının galaksiyi ne kadar hızlı geçtiğine ve galaksinin yörüngesini etkilemek için ne kadar zamana sahip olduğuna bağlıdır. Daha yavaş hareket eden parçacıklar galaksinin yakınında daha yüksek madde yoğunluğuna yol açarak galaksinin hareketinde daha belirgin bir yavaşlamaya neden olur.

Galaksinin arkasında ortaya çıkan aşırı yoğunluk, galaksinin farklı noktalarında değişen düzeylerde çatışma yaratır. Bu diferansiyel sürtünme galaksinin daha dengesiz bir şekle yol açmasına neden olur. Bu olay, Ay’ın çekimsel etkisinin neden olduğu gelgit döngüleri nedeniyle Dünya’da yaşanan şekil değişikliklerine benzer.

Karanlık madde parçacıklarının ne kadar büyük olduğunun bir önemi yok; yörüngeleri hâlâ galaksinin arkasında kavisli. Parçacıkların boyutu galaksilerin kendisiyle karşılaştırılabilir olsaydı, yöntem doğru sonuçlar vermeyebilirdi.

Orantısız galaksileri tanımlamak nispeten basittir çünkü, orantısız galaksiler uzaydaki tüm galaksilerin yaklaşık yüzde 30’unu oluşturur.

Ek olarak, bir galaksinin dengesiz şekli yalnızca dinamik sürtünmeye atfedilemez; Galaksi çarpışmalarının sonuçları veya sürekli gaz akışı gibi diğer faktörler de katkıda bulunabilir.

Gökbilimciler araştırmaya ilişkin şunları kaydetti: Karanlık maddenin hızını kesin ölçmek için, diğer galaksilerden mümkün olduğunca izole edilmiş, orantısız bir galaksiye ihtiyacımız var.

Bu araştırmada gelgit döngülerinde galaksileri etkileyen kuvvetlerin tam olarak nasıl hesaplanacağını bulduk. Bir sonraki aşama, karanlık maddenin galaksilere göre hızını incelemek için evrende yeterince dengesiz galaksiler bulmak.

Paylaşın

KÜNYE

MESAJ

– Borsa ve Döviz
– Finans
– Enerji
– Otomobil
– Emlak
– Diğer Ekonomi

 

haberkaos.com@gmail.com

Sosyal Medyada Haber Kaos