Demo v1.0

16 Temmuz 2024, Salı

Beta v1.0

Evrenin Gizemli Bileşenleri: Karanlık Madde ve Karanlık Enerji

Şimdiye kadar karanlık maddeden parçacık toplamak için sarf edilen çabalar başarısızlıkla sonuçlandı, astronomik gözlemler ile esas teori arasında biraz stresli bir çelişki.
Çeviren:
Arda Hotanoğlu
Kaynak:
Big Think

“Her şey nereden geldi?” sorusu muhtemelen sorabileceğimiz en enteresan soru olabilir, öyle ki, birçok dinin kökenimizi merak ettiğini düşünürsek, sorunun kendisi bilimden bile çok daha eskiye dayanır. Bilimin 20. yüzyılda bu muhabbete yeni ve güçlü bir ses olarak katılması tam anlamıyla olağanüstü. Bir memeli türün küçük bir gezegende, evrenin kendisinin tarihi hakkında somut bir yargıda bulunabilecek entelektüel ve teknolojik araçları geliştirebilecek olması sizce de inanılmaz değil mi? Peki, bu hikâyeyi ne kadar daha anlatabileceğiz?

Karanlık madde ve karanlık enerji, bilimin bilinmeyenle süregelen flörtünün canlı bir anımsatıcısıdır.

Evrenin 13.8 milyar yıldan fazla bir tarihe sahip olduğunu ve bütün bunca zamandır genişlemekle birlikte soğuduğunu biliyoruz. Nasıl mı biliyoruz? Bunun birçok yolu var:

(1) Galaksiler, uzayın genişlemesiyle birlikte birbirlerine olan uzaklıklarına orantılı olarak çekiliyorlar.

(2) Bir miktar mikrodalga foton (yani ışığı ve bütün diğer elektromanyetik radyasyon formlarını oluşturan parçacık), Büyük Patlamanın ardından yaklaşık 400,000 yıl sonra —tıpkı teorinin öngördüğü gibi— oluşan ilk hidrojen atomları için fosil işlevi görüp, evrenin dört bir yanına sinmiştir.

(3) Büyük Patlamanın ardından ikinci ve üçüncü dakikaların arasında, “primordiyal nükleosentez” denilen bir sürecin ardından, yine teori tarafından öngörülen ve gözlemlerle kanıtlanan ilk hafif atomik çekirdekler ortaya çıkmıştır.

Evrendeki eksik malzeme

Yukarda yazılan her şey tamamen bilimden ibaret. Ancak yeterli değil. Kozmik genişlemeyi, ışık parçacıklarının geçmiş ve geleceğini ve mikrodalgalı geçmişiyle ilgili daha ince detayları anlatmak için zamanda daha da geriye gitmek istiyoruz. Bu yüzden, gözlenmiş ama hala gizemlerle dolu kanıtların ileri sürdüğü iki bileşeni daha bu kozmik tarife ekliyoruz: karanlık madde ve karanlık enerji.

Evrenin maddi yapısını bir pasta gibi düşünürsek, kendimizi üç ana malzemenin, yani normal madde, karanlık madde ve karanlık enerjiden oluşan ve ne kadarına ihtiyacımız olduğunu bildiğimiz ama hangi ikisinin çoğunlukta olduğunu pek de bilmediğimiz karışık bir durum karşısında buluruz. Haklarında kesinlikle yetersiz ama çok miktarda şey biliyoruz. İşte bilimsel araştırmadaki ıstırap ve (potansiyel) coşku budur, doğa hakkında düşünmenin yeni yollarını açan ya da bizi daha da derin bir kafa karışıklığına sürükleyen spekülasyonun gücü.

Karanlık bir gizem

Karanlık maddenin varlığı ilk olarak İsveç-Amerikan gök bilimci Fritz Zwicky’nin galaksi topluluklarının eğer ancak topluluğun içindeki madde parıldadığında (dolayısıyla teleskoplarımızla görünebilir olduğunda) normalde olduklarından daha hızlı hareket ettiklerini fark etmesiyle öngörülmüştür. İşler Amerikan gök bilimci Vera Rubin’in ve onun iş arkadaşlarının 1970 sonlarında galaksilerdeki yıldızların yine sadece içlerindeki madde parıldadığında daha hızlı döndüklerini fark etmeleriyle daha da gelişme gösterdi. Kendisini göremediğiniz için bu şekilde adlandırdığımız karanlık madde arayışı, olumsuz sonuçlarla geçen yaklaşık kırk yıldır hâlâ devam etmektedir. Kafa karıştıran kısmı ise etkilerini uzaydaki objeler bakınca oldukça net olarak görebiliyor oluşumuzdur. Kütleye (doğal olarak da bir çekim kuvvetine) sahip olduğundan görebildiğimiz şeylere etki edebiliyor. Ancak şimdiye kadar karanlık maddeden parçacık toplamak için gösterilen tüm çabalar başarısız oldu, ki bu astronomik gözlemler ile esas teori arasında biraz stresli bir çelişki.

Karanlık enerji 1998’de keşfedilmiş olmakla birlikte çok daha gizemli ve şaşırtıcıdır. Karanlık maddenin yüksek ihtimalle olduğu gibi bir materyalin daha küçük parça veya parçacıklarından oluşmadığını biliyoruz; daha ziyade uzayı beklendiğinden daha hızlı bir şekilde uzatabilmek gibi garip bir yetiye sahip olan, bütün kozmos boyunca yayılmış uhrevi bir madde gibi duruyor. Bunu yerleşik bir şeyden ziyade daha çok yayılmış, (bir nevi) atmosferdeki hava gibi düşünmeliyiz.

Şimdiye kadar karanlık maddeden parçacık toplamak için sarf edilen çabalar başarısızlıkla sonuçlandı, astronomik gözlemler ile esas teori arasında biraz stresli bir çelişki.

Karanlık enerjinin adayları oldukça ilginç. Bir aday uzay boşluğunda var olmak arasında gidip gelen parçacıklar şeklinde oluşan enerji dalgalanmalarından ibaret, yani vakum enerjinin kendisi. Ya da Einstein’in 1917’de sabit bir evren modelini kurtarmak için icat ettiği, günümüzde “kozmolojik süreklilik” olarak bilinen, evrenin gizemli bir varlığı olabilir. Yüksek ihtimalle, eğer bu karanlık enerjiyse, bize şuan durağan görünüp çok daha kompleks ve gizemli olan bir şeyin yaklaşımıdır. Belki de karanlık enerji bütün uzayı kapsayan, kozmologlar tarafından “özünün özü” olarak adlandırılan, Aristoteles’in gök cisimlerini kapsadığı ve evreni kapladığını ileri sürdüğü maddeyi çağrıştıran, bir tür bilinmeyen şeffaf bir alanın maddi bir modeli olabilir.

Kardaki Ayak İzleri gibi

Her ne olurlarsa olsunlar, karanlık madde ve karanlık enerji evrene karşı olan anlayışımızı kökten değiştirme potansiyeline sahip. Geniş ve karlı bir arazideki bir tilkinin sinsi ayak izleri gibi, dünyadan görüldüğü kadarıyla varlıklarını gösteriş şekillerinden dolayı bir yerlerde var olduklarını biliyoruz. Tilkinin gerçek olduğunu bilmeseydik, izleri bir hayvanın yaptığını çıkarırdık. Ardından da elimizdeki kanıtı kullanıp böyle izleri ne tür bir hayvanın bıraktığını kafamızda canlandırırdık.

Aynı şekilde, evrende karanlık madde ve karanlık enerjinin izlerine rastlıyoruz ve sonuç olarak da ne tür gizemli varlıklar olabileceklerini belirlemeye çalışıyoruz. Karanlık madde ve karanlık enerji bilimin bilinmezlikle süregelen flörtünün canlı hatırlatıcılarıdır. Şu anki tahminlerimiz bizi yanlış yöne saptırırsa bile, dünyaya dair kavrayışımızı geliştirmek için riskler almak zorundayız.

 

Orijinal Başlık: Dark matter and dark energy: the mysterious ingredients in our universe
Yazar: Marcelo Gleiser
Türkçeye Çeviren: Arda Hotanoğlu
Editör: Bekir Demir