Karanlık Madde nedir?

Büyük Patlama kendisiyle birlikte, evren üzerine inanılmaz düzeyde bir kavrayışı da getirdi. Ancak bunun yanı sıra, çok ciddi soruları da önümüze koydu. Örneğin Samanyolu gibi galaksilerin nereden geldiği gibi soruları.

Büyük Patlama’nın neden olduğu ateş topu, madde ve ışık parçacıklarının bir karışımıdır. Madde, ışığı etkilemiş olmalıdır. Örneğin madde öbeklere ayrılmış olsaydı, bu durum kendisini Büyük Patlama’dan geriye kalan ışıkta yansıtırdı. Bir diğer ifadeyle, bu ışık gökyüzünün her yerinde aynı olmaz, bazı noktalarda diğer noktalara nazaran daha parlak olurdu. Patlamadan geriye kalan ısı ve ışığın tüm gökyüzüne eşit dağılmış olduğu gerçeği, ateş topundaki maddenin aşırı düzenli bir şekilde dağılmış olduğu anlamına gelmektedir. Fakat tümüyle eşit bir şekilde dağılmış olamayacağını da biliyoruz. Sonuçta, yıldızlardan oluşan galaksiler, galaksi kümeleri ve aralarındaki büyük uzay boşluğuyla, bugünün evreni madde öbeklerinden oluşmaktadır. Dolayısıyla bir noktada, evrendeki madde, uzayda eşit bir şekilde dağılmaktan çıkarak kümelenmeye başlamıştır. Ve bu sürecin başlangıcı, kozmik ardalan ışımasında görülebilir olmalıdır.

Gerçekten de, 1992 yılında, Büyük Patlama’ dan geriye kalan ışığın parlaklığındaki çok ufak farklar, NASA’nın COBE uydusu tarafından saptandı. Bu kozmik dalgalar (hatta araştırmaya katılan bilim adamlarından biri, bu dalgaları “Tanrı’nın yüzü”ne benzetecek kadar canlı bir hayal gücüne sahipti), Büyük Patlama’nın 450.000 yıl sonrasında, evrenin bazı kısımlarının diğer kısımlarına nazaran biraz daha yoğun olduğunu gösterdi. Ve fark edilen bu madde öbeklerinin, yani yapının tohumlarının, bugün evrende gördüğümüz galaksi kümelerini oluşturacak şekilde büyümüş olması gerektiği düşünüldü. Ancak burada bir sorun söz konusu.

Madde öbekleri, kütle çekimi nedeniyle daha büyük öbekler meydana getirecek şekilde büyür. Temel olarak, bir kesim diğer bir kesme göre daha fazla maddeye sahipse, daha büyük olan kütle çekimiyle komşusu olan kesimden madde çalmaya devam eder. Bu bağlamda, tıpkı günümüz dünyasında zenginlerin zenginleştikçe fakirlerin daha da fakirleşmesi gibi, evrenin yoğun kesimleri daha da yoğunlaşmayı sürdürmüş ve en sonunda etrafımızdaki galaksileri oluşturmuşlardır. Ancak teorisyenlerin aklına takılan problem, kütle çekim kuvveti için 13,7 milyar yılın, COBE uydusu tarafından saptanan küçük madde öbeklerinden galaksilerin oluşmasına izin verecek kadar uzun bir süre olmamasıydı. Bunun tek yolu, evrende, yıldızlara bağlı görünebilir durumdaki maddeden çok daha fazla madde bulunması olasılığıydı.

Aslına bakılacak olursa, çok daha yakınımızda da kayıp maddeye dair güçlü göstergeler bulunuyor. Samanyolu gibi sarmal galaksiler yıldızlardan oluşan dev anaforlardır. Ancak yıldızların, galaksilerin merkezi etrafında aşırı hızlı bir şekilde döndüğü anlaşılmıştır. Bu yıldızların en sonunda yörüngelerinden fırlayarak galaksiler arası uzaya uçmaları gerekirdi, tıpkı aşırı hızlanan bir atlıkarıncadan fırlayıp düşmeniz gibi. Astronomların getirdiği olağandışı açıklama ise Samanyolu gibi galaksilerin yıldızlarda görünenden 10 kat daha fazla madde içerdiği oldu ve bu görünmez durumdaki maddeye “kara madde” dendi. Kimse kara maddenin ne olduğunu bilmiyor. Tek bildiğimiz, kara maddenin getirdiği ilave kütleçekiminin yıldızları yörüngelerinde tutarak galaksiler arası uzaya fırlamalarını engellediği.

Eğer evren, normal maddenin 10 katı kadar kara madde içeriyorsa, bu kara maddenin getireceği ilave kütleçekimi, 13,7 milyar yılda, COBE tarafından saptanan madde öbeklerinin günümüzün galaksilerine dönüşmesi için yeterlidir. Böylece Büyük Patlama fikri de korunmuş olur. Bunun bedeli ise nereden geldiği hiç kimse tarafından bilinmeyen çok fazla kara maddenin resme eklenmiş olmasıdır. Hiç kimse tarafından bilinmeyen mi? Neredeyse, hiç kimse tarafından desek daha doğru olacak sanırım. Çoğunlukla Zararsız (Mostly Harmless) kitabında Douglas Adams’ın söylediklerine kulak verelim: “Uzun bir zaman boyunca, evrenin şu kayıp maddesinin nerede olabileceğine dair çok fazla spekülasyon ve tartışma çıktı. Galaksinin her noktasında, belli başlı tüm üniversitelerin bilim kürsüleri, uzaklardaki galaksilerin kalbini, ardından da tüm evrenin merkezini ve en uç noktalarını araştırmak için, sürekli olarak daha çok ve daha karmaşık teçhizatlar satın alıyordu. Fakat en sonunda sondaj tamamlandığında, kayıp maddenin, teçhizatların içinde geldiği paketleme malzemesinden başka bir şey olmadığı ortaya çıktı!”

Karanlık madde

Büyük Patlama hipotezinin başı her derde girdiğinde, taraftarları onu terk etmek yerine, onu desteklemek için yeni ve daha da keyfi kabullerde bulunarak sadece kale direklerinin yerini değiştirirler. Örneğin, teori evrende belli miktarda maddeyi gerektirmektedir. Eğer evren, modelin öngördüğü gibi 15 milyar yıl önce yaratıldıysa, görünmez “karanlık madde”nin yardımı olmaksızın, gözlemlediğimiz maddenin Samanyolu gibi galaksiler halinde bir araya gelmesi için aslında yeterince zamanı olmayacaktı. Büyük patlama kozmologlarına göre, büyük patlamadan galaksilerin oluşması için evrende, kütleçekim yasası nedeniyle evrenin genişlemesine nihai bir son verecek yeterli miktarda madde olması gerekir. Her uzay metreküpünde yaklaşık olarak on atomluk bir yoğunluk anlamına gelir bu. Gerçekteyse, gözlemlenebilir evrende varolan madde miktarı aşağı yukarı on metreküpte bir atomdur, yani teori tarafından öngörülen miktardan yüz kat daha az.
Devamını oku “Karanlık madde”