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!”

Einstein ve Diğer Evren Modelleri

evren-modelleriSon onyıllarda, “saf” bilimin, özellikle de teorik fiziğin, yalnızca soyut düşüncenin ve matematiksel tümdengelimin ürünü olduğu önyargısı derine kök salmıştır. Eric Lerner’in işaret ettiği gibi, bu eğilimden kısmen Einstein sorumluydu. Sıkı sıkıya deneye dayanan ve ardından yüz binlerce bağımsız gözlemle doğrulanan Maxwell’in elektromanyetizma yasaları veya Newton’un kütleçekim yasaları gibi eski teorilerden farklı olarak, Einstein’in teorileri başlangıçta sadece iki gözlem temelinde doğrulanmıştı: güneşin çekim alanının yıldızlardan gelen ışığı saptırması ve Merkür’ün yörüngesindeki küçük bir sapma.

Görelilik teorisinin doğruluğunun sonradan anlaşılması, muhtemelen Einstein kadar dehası olmayan başkalarının da, ilerleme kaydetmenin yolunun bu olduğunu kabul etmelerine yol açtı. Zaman kaybına yol açan deneylerle ve usandırıcı gözlemlerle neden canımızı sıkalım ki? Gerçekten de, saf tümdengelim yöntemi aracılığıyla gerçeğe giden yolu bulabiliyorsak, neden duyularımızın tanıklığına bağımlı olalım? Kozmolojiye, neredeyse her şeyi dışlayan matematiksel hesaplamalara ve görelilik teorisine dayandırılan bütünüyle soyut bir teorik yaklaşım eğiliminin sürekli arttığını görüyoruz. Yayınlanan kozmoloji tez çalışmalarının yıllık sayısı 1965’te altmışken 1980’de beş yüzün üzerine fırladı, ama bu gelişme neredeyse yalnızca salt teorik çalışmalardaydı: 1980’de yaklaşık olarak bu tezlerin yüzde 95’i çeşitli matematiksel modellere hasredilmişti, “Binachi tipi XI evren” gibi.
Devamını oku “Einstein ve Diğer Evren Modelleri”

Plazma Evren Modeli

plazma-evrenStandart evren modelinin kendisi gediklerle doludur. Ama yine de, en başta bir alternatifinin olmaması nedeniyle, kötü bir şekilde sallanmasına rağmen hâlâ ayaklarının üzerinde durmaktadır. Bununla birlikte, bilim dünyasında bir şeyler kıpırdanıyor. Büyük patlama teorisini reddetmekle kalmayıp, sonsuz ve sürekli değişen bir evren fikrinden yola çıkan yeni fikirler şekillenmeye başlıyor. Bu teorilerden hangisinin haklı çıkacağını söylemek için henüz çok erken. İlginç hipotezlerden biri olan “Plazma Evren” hipotezi, Nobel Ödülünü kazanan İsveçli fizikçi Hannes Alfvén tarafından ileri sürülmüştü. Teoriyi ayrıntılarıyla ele alamasak da, en azından Alfvén’in fikirlerinden bazılarından söz etmek gerektiği kanısındayız.

Alfvén laboratuvardaki plazma araştırmalarından kalkarak evrenin nasıl evrimleştiğini incelemeye başladı. Plazma elektriksel olarak iletken sıcak gazlardan oluşur. Bugün evrenin %99’unun plazma olduğu biliniyor. Normal gazlarda, elektronlar bir atoma bağlıyken ve kolayca hareket edemezken, bir plazmadaki elektronlar çok büyük sıcaklıklar nedeniyle atomdan koparlar, böylelikle de serbestçe hareket etmeleri olanaklı olur. Plazma kozmologları, “muazzam elektrik akımları ve güçlü manyetik alanlar tarafından kesilen ve elektromanyetizma ile kütleçekimin kozmik kontrpuanıyla düzenlenen” bir evren tasavvur ederler. 1970’lerde, Pioneer ve Voyager uzay araçları, Jüpiter, Satürn ve Uranüs etrafında plazma filamanlarıyla dolu elektrik akımlarının ve manyetik alanların varlığını saptadılar.
Devamını oku “Plazma Evren Modeli”

Hubble Sabiti Sorunu

Bugün, büyük patlama taraftarları arasında evrenin tahmini yaşı konusunda şiddetli bir tartışma yürüyor. Aslında, bütün “standart model” bir kriz içinde. Bilimin en saygın insanlarının, herkesin gözü önünde centilmence olmayan bir dille birbirlerine saldırdığı gülünç bir manzarayla karşılaşıyoruz. Ve tüm bu tartışmalar Hubble sabiti denilen şey üzerinde dönüp duruyor. Bu, evrende nesnelerin hangi hızda hareket ettiğini ölçen bir formüldür. Evrenin yaşını ve boyutlarını keşfetmek isteyenler için büyük bir öneme sahiptir. Sorun şurada ki, kimse bu sabitin ne olduğunu bilmiyor!
Devamını oku “Hubble Sabiti Sorunu”

Büyük Çatırtı ve Süper Beyin

buyuk-catirti“Dies irae, dies illa
Solvet saeclum in favilla.”
(Celano’lu Thomas, Dies Irae)
(“O gün, kıyamet günü,
küllere dönüştürecek evreni.”
–Ortaçağ Kilisesinden bir ölüm ilâhisi.)

Onlar, evrenin başlangıcı hakkında hemfikir olmadıkları gibi, nasıl son bulacağı konusunda da anlaşamıyorlar, kötü bir şekilde son bulacağı konusunda hepsinin hemfikir olması hariç! Bir düşünce ekolüne göre, genişleyen evren er geç kütleçekim kuvveti nedeniyle bir durma noktasına ulaşacak, ardından her şey kendi üzerine çökerek bir “büyük çatırtı”ya yol açacak ve sonunda hepimizi başladığımız yere, kozmik yumurtanın içine geri götürecek. Öyle değil! diye bağırır büyük patlamacıların başka bir ekolü. Kütleçekim bunu yapabilecek kadar güçlü değildir. Evren aslında, hiçliğin kara gecesinde yitip gidene dek, sonsuzca genişlemeye ve “içecek bir çorbası bile olmayan Augustus” gibi incelmeye devam edecektir. On yıllar önce, Ted Grant, diyalektik materyalizm yöntemini kullanarak hem evrenin kökenleri hakkındaki büyük patlama teorilerinin, hem de Fred Hoyle ve H. Bondi tarafından ileri sürülen alternatif kararlı durum teorisinin çürüklüğünü gösterdi. Ardından, maddenin (hiçlikten) sürekli oluşumuna dayanan kararlı durum teorisinin yanlış olduğu görüldü. Büyük patlama teorisi böylece hükmen “kazandı”, ve bugün bile bilimsel çevrelerin çoğunluğu tarafından savunulmakta.
Devamını oku “Büyük Çatırtı ve Süper Beyin”