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.

The post Karanlık Madde Arayışında Yeni Yaklaşım first appeared on Haber Kaos.

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.

The post Genişleyen Evren Teorisine Meydan Okumak: Karanlık Enerji “Yok” first appeared on Haber Kaos.

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)

The post Evren Hakkında Çığır Açan Keşif first appeared on Haber Kaos.

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.

The post Orantısız Galaksiler, Karanlık Maddenin Hızına Işık Tutuyor first appeared on Haber Kaos.