Karanlık madde

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Bu NASA şemasının gösterdiği gibi, evrenin %25 ya da daha fazlası, bir laboratuar ortamında henüz gözlenememiş olsa da, karanlık maddeden oluşmuştur.

Astrofizikte, ışın yaymayan ya da doğrudan algılanabilecek şekilde elektromanyetik ışınları (ışık, x-ışınları v.b.) yeterince yansıtamayan, varlığı görünür maddeler üzerindeki kütle çekimsel etki ile belirlenebilen maddelere Karanlık madde adı verilir. Karanlık maddelerin varlığını belirlemek için gökadaların döngüsel hızlarından, gökadaların diğer gökadalar içerisindeki yörüngesel hızlarından, geri planda yer alan maddelere uyguladığı kütle çekimsel mercekleme özelliğinden ve gökadaların içerisindeki sıcak gazların sıcaklık dağılımından yararlanılır. İncelemeler, gökadalarda, gökada gruplarında ve evrende, görülebilen maddelerden çok daha fazla karanlık madde olduğunu göstermektedir. Karanlık maddelerin bileşenleri tamamen bilinmemekle birlikte, WIMP ler, aksiyonlar, sıradan ve ağır nötrinolar, gezegenler ve sönmüş yıldızlara birlikte verilen isim MACHO lar ile ışıma yapmayan gaz bulutlarından oluşur.

Mermi kümenin kırmızı renkte olan ve x-ışını yayınımı ile belirlenen sıradan maddeleri ile mavi renkte olan ve kütle çekimsel mercekleme ile belirlenen toplam kütlenin dağılımını gösteren kompozit resim.

Evrendeki kütle çekimsel enerjinin incelenmesi sonucu, varsayılan toplam enerji yoğunluğunun sadece %4'ünün doğrudan gözlemlenebilir maddelerden oluştuğu gözlemlenmiştir. Yine bu toplamın %22'sinin karanlık maddeden oluştuğu hesaplanmaktadır. Kalan %74'ünün ise everene dengeli bir şekilde yayılmış olan karanlık enerjiden oluştuğu kabul edilir.

Tipik bir spiral gökadanın dönme eğrisi: beklenen(A) ve gözlenen(B). Karanlık madde, hız eğrisinin geniş bir radyus ile düz bir görünüm kazanmasına açıklık getirir.

Hubble Uzay Teleskobu ile Abell 1689 içerisinde gözlenen güçlü kütle çekimsel mercekleme, karanlık maddenin varlığını gösterir - Mercekleme eğrilerini görmek için resmi büyütünüz

Karanlık madde kavramı, ilk olarak 1933 yılında, Kaliforniya Teknik Enstitüsünden İsviçreli astrofizikçi Fritz Zwicky tarafından öne sürülmüştür. Fritz Zwicky'nin gözlemi ve iddiası kırk yıl boyunca hiçbir ortamda ciddiye alınmamıştır. Karanlık maddenin varolduğuna dair en güçlü kanıt olan Spiral Gökadalar'ın düz dönme eğilimleri, 1970 yılında Washington Carnegie Enstitüsü'nde Vera Rubin ve arkadaşları tarafından ileri sürülmüştür. Vera Rubin de Fritz Zwicky ile benzer bir kaderi paylaşarak, uzun yıllar ciddiye alınmamış, hiçbir ciddi yayın organı çalışmalarına yer vermemiştir. Master ve doktora tezleri de daha önce reddedilmiş olan Vera Rubin için bu durum pek şaşırtıcı olmamıştır. Onlarca yıl sonra, bugün hemen hemen tüm astrofizikçiler karanlık maddenin varlığını kabul ederler. Ağustos 2006'da yayınlanan, 150 milyon yıl önce gerçekleşmiş olan iki gökada kümesinin çarpışmasına dair gözlem, karanlık maddelerin varlığına dair daha somut bir kanıt oluşturmuştur. Çarpışma sırasında sıcak gazlar arasında bir etkileşim olmuş ve daha sonra merkeze yaklaşmışlardır. Gökadalar ve karanlık madde etkileşime girmemiş ve merkezden uzak kalmışlardır.

İki şekilde karanlık maddenin ortaya çıktığı sanılmaktadır: Baryonik karanlık madde ve Baryonik olmayan karanlık madde. Evrenin kütlesinin yüzde 90'ını oluşturduğu varsayılmakla birlikte, karanlık maddenin henüz astronomlar için sırrı çözülmüş değildir. 1970'ler evrendeki maddenin yüzde doksanının görünmez olduğunun keşfedilmesiyle karanlık madde iddialarının güçlendiği yıllar olmuştur. Karanlık maddenin varolduğu bilinmektedir, ancak ne olduğu konusunda çok az açık bilgi vardır.