Site Rengi

Yeni Döngü

Karanlık Madde Nedir?

Karanlık Madde Nedir?
YENİ DÖNGÜ

Modern fiziğin çözülmemiş sırlarından birisi olan karanlık madde, fizik dünyasında hala merak uyandırmaya devam ediyor. Yıllar içerisinde yapılan araştırmalarla, bazı soruların cevapları yanıtlansa da, hala yanıt bulmayı bekleyen birçok soru var. Bu makalede, “Karanlık madde nedir?” sorusunu bilimin açıklayabildiği kısmıyla açıkladık.

Karanlık Madde Fikri Ne Zaman Ortaya Atıldı?

Karanlık madde fikri ilk olarak 1933 yılında ortaya atılmıştır. İsviçreli gökbilimci Fritz Zwicky’nin yaptığı bir araştırma sonucunda bilim dünyası karanlık madde fikriyle karşılaşıyor. Evrende rastgele dağılmış olan gökadalar, kütle çekim kuvvetiyle bir arada durabilirler. Bu gökada topluluklarına gökada kümesi adı verilir. Gökada kümeleri de kümeler halinde yan yana gelerek süper gökada kümelerini oluştururlar. Fritz Zwicky çalışması sırasında bir süper gökada kümesini inceliyor. İncelemede, küme içindeki gökadaların çok hızlı hareket ettiğini görüyor. Çok hızlı dönme hareketi yapan cisimler kuvvetli merkezkaç kuvvetine maruz kalırlar. Bu da, gökadanın küme dışına çıkmasına yol açabilir. İlk başta Zwicky’nin aklına gelen, gökadaların rastgele saçıldığıydı. Çalışmanın ilerleyen günlerinde Zwicky gökadaların rastgele saçılmadığını, belli bir yörünge etrafında döndüğünü fark ediyor. Gökada kümesi dağılmıyor, aslında düzenli bir hareket yapıyordu.

Gökada kümesinin hem bir yörüngede dönme hareketi yapıp hem de saçılmamasının tek şartı merkezkaç ve merkezcil kuvvetin birbirine eşit olmasıdır. Bunlardan birisinin en ufak bir yüksekliği kümeyi içine çöktürür veya dağılmasını sağlar. Merkezkaç ve merkezcil kuvveti öğrenmek için ise öncelikle kütleyi bilmek gerekiyor. Gökadaların kütlesini bulmak o zamanın teknolojisine göre de zor değildi. Gökadanın yaptığı ışımaya bakarak kütlesi tespit edilebiliyor. Zwicky bir hesap yapıyor ve bulduğu sonuç karşısında hayrete düşüyor. Gökada kümesinin kütlesi normalde olması gereken değerden yaklaşık 400 kat daha yüksek çıkıyor. Bu durum karşısında Zwicky, orada hesaba dahil edemediği başka bir maddenin varlığını buluyor. Kütle hesabı da yapılan ışımadan hesaplandığı için, mantıken bu maddenin ışıma yapmaması gerek. Bundan dolayı ise buna karanlık madde adı vererek karanlık madde fikrini ortaya ilk kez atmış oluyor.

Karanlık madde ile ilgili ikinci gözlem 1936 yılında Sinclair Smith tarafından yapılıyor. Sinclair Smith, Virgo gökada kümesinin hız dağılımını inceliyor. Yaptığı araştırma sonucunda bulduğu sonuç, orada ışıma yapan maddelerin kütlesinden çok çok daha fazla. Miktar o kadar fazla ki; araya soğuk yıldızlar, karadelikler dahil oldu denemiyor. Mutlaka görünmeyen bir madde var. Sinclair Smith, yaptığı testte hata olduğunu düşünerek başka bir gökada kümesi üzerinde aynı çalışmayı tekrarlıyor. Sonuç yine aynı, orada ışıma yapmayan bir madde var.  Sinclair Smith’in iki farklı deneyde Zwicky ile aynı sonuca ulaşması bu görüşün bilim dünyasında desteklenmesini sağlıyor.

Gökada Nedir?

Gökada, birnevi galaksi demektir. Gökada, içerisinde milyarlarca yıldız barındıran bir yıldız topluluğudur.  Edvin Hubble, gökadaları üç gruba ayırarak sınıflandırmıştır. Spiral gökada, eliptik gökada ve şekilsiz gökada. Sınıfların isimlerinden zaten ne olduğunu tahmin edebiliyoruz. Havanın açık olduğu bir günde geceleri gökyüzüne baktığımızda yıldızları görürüz. Bunlar gökadalar değildirler. Biz de gökadanın içinde bulunduğumuzdan, kendi gökadamızın içindeki diğer yıldızları görürüz. Daha kolay anlatmak gerekirse, biz çıplak gözle bizim galaksimiz içindeki diğer güneşleri görebiliyoruz.

Spiral Gökada

Spiral gökadalar, adından belli olduğu gibi uzaktan bakıldığında spiral şeklini andırır. Spiral gökadalarda yaşlı yıldız pek fazla bulunmamaktadır. Çoğunluğunu genç yıldızlar oluşturur. Güneş sistemimizin de içinde bulunduğu Samanyolu Galaksisi, bir spiral gökadadır.

Şekilsiz Gökada

Şekilsiz gökadalar rastgele yıldız dağılımıyla oluşmuşlardır ve belli bir şekilleri yoktur. İçerisinde yaşlı veya genç olmak üzere her tipten yıldız bulundururlar. Çok karmaşık yapıdadır.

Eliptik Gökada

Eliptik gökadalar, küre veya elips şeklindedirler. Spiral gökadaların tam aksine, içerisinde çoğunlukla yaşlı yıldızları barındırırlar.

Karanlık Madde’nin Alternatif Bulunuşu

Karanlık maddenin ilk tespitinin nasıl olduğundan bahsettik. Zwicks ve Smith’in yaptığı çalışmalar mantık olarak birbirinin aynısıydı. İşte farklı bir çalışma daha, karanlık maddenin varlığına işaret ediyor.

1939 yılında Horace Babcock isimli bilim insanı Andromeda galaksisini inceliyor. Andromeda galaksinin dönme eğrisini, yani kolayca bir tabirle merkezkaç kuvvetini teorik olarak hesaplıyor. Babcock yaptığı çalışmada gökadanın dış bölgelerinin çok hızlı döndüğünü görüyor. Bu kadar hızlı dönmesi, oldukça büyük bir merkezkaç kuvveti oluşturur. Ancak bu devasa merkezkaç kuvvetine rağmen gökada saçılmıyor, hala aynı yörüngede devam ediyor. Bunun üzerine Babcock, bu merkezkaç kuvvetini dengeleyecek bir kütle çekim kuvveti olduğunu düşünüyor. Orada görünmeyen kütle ise, baş rol oyuncumuz olan karanlık madde olmalı.

İki farklı yöntemde yapılan üç farklı çalışma, karanlık maddenin varlığına işaret ediyor. Bu neredeyse yüzde yüz kesinlik denecek kadar yüksek bir ihtimal. 1975 yılında Morton Roberts’in Andromedo gökadasını incelemesinde de yine buna benzer bir sonuç çıkıyor. Roberts, Andromedo’nın dış kısmında hesaba dahil edemediğimiz, karanlık bir madde olduğu kanısına varıyor. Oran ise gerçekten şaşırtıcı. Görebildiğimiz madde miktarının tam 200 katı daha fazla.

Bu yapılan gözlemler teknolojinin daha gelişmemiş olduğu dönemlerde yapılmıştı. Doğruluğu gerçekçi gelmeyebilir. Bu iddialar üzerine günümüz teknolojisiyle yapılan çalışmalarda sonuç yine aynı çıkmıştır. Tahmini olarak görünenden 50 kat daha fazla görünmeyen bir karanlık madde olduğu kanısına varılmıştır. Yani, 1930’lı yıllarda yapılan çalışmalar aslında doğruydu. Sadece sayısal verilerde yanlışlıklar vardı.

Günümüz Teknolojisine Göre Karanlık Maddenin Tanımı

Şu an 2020 yılındayız, karanlık madde tanımının ilk ortaya atılmasından itibaren neredeyse 100 yıl geçmesine yaklaştık. Tabii ki teknoloji yerinde saymıyor, yüksek ivmeyle ilerliyor. Teknolojik gelişmeler ise yapılan bilimsel çalışmaların daha da detaylandırılıp daha net sonuçlar vermesini sağlıyor. Karanlık madde teorisi de günümüz teknolojisiyle yorumlandığında iş daha bilimsel detaylara dayandırılmış durumda.

 

Karanlık Madde İle İlgili Bilinen Detaylar:

  • Karanlık maddeyi direkt olarak görmek imkansızdır. Çeşitli metotlarla ancak tespitini yapabiliriz. Bunlardan en yaygın kullanılanı kütle çekimi hesaplayarak aradaki farkı karanlık madde kabul etmektir. Ayrıca, kozmik mikrodalga arka alan ışınımı yöntemi de günümüz teknolojisinde kullanılmaktadır.
  • Karanlık madde bir gezegen veya yıldız değildir. Hiçbir ışık yaymaması, gezegen olmadığının bir kanıtıdır.
  • Karanlık madde baryonlardan oluşmamaktadır. Bu da, bildiğimiz “normal” algısının dışında bir madde olduğuna işarettir. Baryonlardan oluşsaydı, üzerine ışık tutulduğunda evrendeki her madde gibi ışığı yansıtması gerekirdi.
  • Karanlık madde diye tabir ettiğimiz şeyi kara deliklerle karıştırmıyoruz. Kara delikler uzay bükülmesine ve kütle çekim merceklenmesine neden olur. Böyle bir bulguya henüz rastlanmamıştır.
  • Karanlık maddenin net konumu gibi bir şey söz konusu değildir. Uzayın her bölgesinde de olabilir, belli bir yerinde de olabilir. Hatta bulunduğumuz güneş sisteminin bile çoğu bölgesi karanlık maddeden oluşuyor olabilir. Sonuç olarak bunun farkına varmamız imkansız. Günümüz teknolojisi bir gökadanın bütününe bakmamıza olanak sağlıyor. Kendi gökadamız için bunu yapmak, ancak dışarıya çıkıp bakmakla mümkündür. Kısacası, imkansızdır.
YENİ DÖNGÜ
ZİYARETÇİ YORUMLARI

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.

BİR YORUM YAZ
Daha fazla Bilim
Türk Bilim İnsanları ve Araştırmaları

Türk bilim insanları bilim tarihine birçok katkısı bulunan bilim insanlarıdır. Bilim tarihi ilk uygarlıklarla beraber başlamıştır. Yazının bulunmasıyla hızlanan bu...

Kök Hücre Nedir?

İnsan vücudunu oluşturan 200 kadar birbirinden farklı hücre bulunmaktadır. Bu hücreler farklı tipli hücrelerdir. Hücre fonksiyonları her ne kadar birbirinden...

NASA InSight: Mars’ta deprem

Nasa’nın InSight görevi Mars’ın yüzlerce depremini kayıt altına aldı. InSight görevinin ilk sonuçları, Mars’ın mekanını ve jeolojisini bizlere aktardı. Dışarıdan...

Kapat