Galaktik Gizem – Madde – Karanlık Tarafta

Evrende yeni bir çağı müjdeleyen Norveçli Kristian Birkeland, evrenin muhtemelen daha sonra karanlık madde olarak adlandırılacak egzotik bir bileşenden oluştuğunu tahmin etti. Bu konuyla ilgili yorumları, Norveç Aurora Polaris Seferi’nin (1902-1903) bir açıklamasında yer aldı. Birkeland’ın Keşif Gezisi hakkındaki fikirleri, komünist manifestonun iki temel bileşeni olan Amerika Birleşik Devletleri’nde sosyalist Federal Rezerv Sisteminin ve Gelir Vergisinin yükselişini görecek olan kader 1913 yılında yayınlandı. Tüm çalışma alanlarında evrimsel süreçler hareket halindeydi. Ekonomi, siyaset, bilim ve erkeklerin ve kadınların kalpleri ve zihinleri dengede iken, modern hayal gücünün üzerinde görecelik değil gerçek egemen değildi. Kozmoloji aynı ‘evrimsel’ zihniyetten zarar görürdü ve Birkeland şöyle yazdı:

“Evrimlerdeki her bir yıldız sisteminin elektrik parçacıklarını uzaya fırlattığını varsaydık. Bu nedenle, evrendeki maddi kütlelerin büyük kısmının güneş sistemlerinde veya bulutsularda değil, içinde bulunduğunu düşünmek mantıksız görünmüyor.” Boş alan.”

Bu şekilde Birkeland, kozmosta mevcut olan ‘evrimler’ nedeniyle, evrendeki maddenin çoğunun yıldız nesnelerinde gözlenenden çok ‘boş’ uzayda bulunması gerektiğini öngördü. Şu anda, evrenin yalnızca yüzde dördünün bu sıradan görünür yıldız türünden olduğuna inanılıyor. Dahası, evrenin yaklaşık dörtte biri her yerde bulunan karanlık maddeden oluşuyor ve kozmosun geri kalanı daha da tuhaf karanlık enerjiyle dolu. Caltech için çalışan İsviçreli bir astrofizikçi olan Fritz Zwicky, Virial Teorem çerçevesinde karanlık madde kavramını ilerletecekti.

Bu matematiksel ilişki, bir dizi parçacığın enerjisini sınırlayan bir formüldür. 1933’ten bu yana köleliğe doğru istikrarlı evrimin başka bir karanlık yılında, Amerikan vatandaşlarının hesaplarından altının çıkarıldığını gören Zwicky, karanlık madde hipotezinin geçerliliğini tespit etmek için Virial Teoremi kullandı. Dikkatini Saç galaktik kümesine odakladı ve analizi, karanlık maddenin varlığını ilk bakışta doğruladı. Kümenin çevresindeki bu galaksilerin hareket miktarını değerlendirerek, buradaki tüm maddelerin toplamını yaklaşık olarak tahmin edebildi.

Bu toplam kütle toplamının ayrı olarak hesaplanan bir tahminden farklı olduğunu öğrenince şaşırdı. Bu diğer değer, galaksilerin toplamı ve Saç Kümesi’nin parlaklığı analiz edilerek elde edildi. Bu değeri çevre hesaplamasıyla yan yana getirerek, minimum dört yüz katlık bir tutarsızlık olduğunu gözlemledi. Galaksiler hesaplanmış yörünge hızlarına neden olacak kadar kütleli olmadığından, bu fenomeni açıklamak için başka bir mekanizma olmalıdır. Bu muamma, bilimsel sözlüğünde kayıp kütle sorunu haline geldi. Zwicky, küme için gerekli çekim etkisini sağlaması gereken, şimdiye kadar bilinmeyen görünmez bir kütle kaynağının varlığına duyulan ihtiyacı ortaya koymuştu.

Bu nedenle, karanlık madde için en büyük kanıt kümesinin bu galaktik yerçekimi verilerinden geldiği, kozmolojinin mevcut durumunun bir gerçeğidir. Bilim adamları, yıldızların dönme özelliklerini galaktik merkezden uzaklığa göre tanımlayan galaktik eğriler bile yaptılar. Yerçekimi verileri grafiğe döküldüğünde, gözlemlenen hızların sadece küçük bir kısmının klasik hesaplamalarla açıklanabildiği gösterilebilir. Başka bir deyişle, kütleçekim etkilerinin toplamını gözle görülür şekilde gözlemlenebilir yıldız gezegenlere ve galaksilere atfetmek için gözlenen galaksilerde görünür kütle kıtlığı vardır. Bu nedenle, yetersiz kütlenin bu galaktik gizemini açıklamanın en basit yolu, karanlık madde olarak bilinen ve yerçekimi etkilerinin nedeni olabilecek, saptanamayan bir kütle türü varsaymaktır.

Evrenin bu ve diğer yönleri hakkında giderek daha fazla veri toplandıkça, bu şekilde elde edilen sonuçları açıklayan formüller ve kozmolojik varsayımlar üretilir. Yukarıda belirtilen yönlerin gerekliliklerini yerine getirmek, bazı bilim adamlarının birkaç farklı karanlık madde türü önermesine yol açar. Dört ana karanlık madde türü 1-baryonik karanlık madde olarak adlandırılır; 2- sıcak karanlık madde; 3- soğuk karanlık madde ve 4- sıcak karanlık madde. Karanlık madde bilinenden tahmin edilene, kara deliklerden kahverengi cücelere, büyük kompakt halo nesnelerine (MACHO’lar), nötrinoya, eksenlere, WIMPS’e veya zayıf etkileşimli büyük parçacıklara ve ezoterik nötrinoya kadar değişir. Bununla birlikte, başlangıçta karanlık madde kavramını yaratan yerçekimi etkileri için alternatif bir açıklama var.

Eksik bir kütleçekim anlayışı resimde hesaba katılırsa, karanlık madde yorumunun yanlış olduğu iddia edilebilir, çünkü bu fenomeni başka bir nedenden kaynaklanmaktadır. Gözlemlenen galaktik verileri açıklamak için birkaç farklı çelişkili teori geliştirilmiştir. Özellikle, birbiriyle yarışan ana açıklamalardan biri, kuantum mekaniğinin öğretilerini yerçekimi ile birleştirmeye çalışan skaler tensör teorileri tarafından verilmektedir. Bu fikirleri güçlendirmek, en temel fizik ve astronomi kavramlarımıza meydan okuyan çeşitli egzotik fikirlere yol açar. Diğer kavramlar daha da ileri gider ve Dr. Riccardo Scarpa gibi gökbilimcilerin ilgi konusu olmuştur çünkü bunlar esrarengiz karanlık madde içermeyen bir kozmolojiye izin verir.

Dr. Scarpa, Paranal’daki Çok Büyük Teleskop Dizisini kullanarak Santiago Şili’deki Avrupa Güney Gözlemevi’nde çalışıyor. Bu alandaki tüm deneyimleriyle birlikte, gereksiz karanlık madde hakkındaki son yorumlarından bazılarına dikkat çekmek ilginçtir:

“Karanlık madde, astronomide şimdiye kadar sahip olduğumuz en çılgın fikir. İhtiyaç duyduğunuzda ortaya çıkabilir, istediğinizi yapabilir, istediğiniz şekilde dağıtılabilir. Astronominin peri masalı.”

Bu yorumlar ışığında, başka bir bilimsel fikrin çöküşün eşiğinde olup olmayacağı sorulmalıdır. Gerçekte, gökbilimciler bu diğer teorik ilkeleri dünyanın dört bir yanındaki kızılötesi gözlemevlerinde günlük olarak rutin olarak kullanıyorlar. Bu nedenle, tüm bu karanlık madde hakkında yanılmamız çok muhtemeldir. Şimdiye kadar bulacağımız tek karanlık maddenin, kulaklarımız arasındaki cahil karanlık madde olması olasılık dahilindedir.