Karanlık Madde Nedir?
Karanlık madde, astrofizikte, elektromanyetik dalgalarla (radyo dalgaları, x ışınları, vb.) etkileşime girmeyen, varlığı yalnız diğer maddeler üzerindeki kütle çekimsel etkisi ile belirlenebilen maddelere denir. Işığı soğurmayan, salmayan ya da yansıtmayan, dolayısıyla tamamen karanlık olan, Evren’in madde ve enerji yoğunluğunun %26’sını oluşturduğunu düşündüğümüz maddedir. Karanlık madde, ışıkla etkileşmediği için doğrudan gözlenemez. Varlığına işaret eden pek çok gözlem yapılmıştır. Birinci gözlem, gökcisimlerinin içinde bulundukları gökadaların merkezleri etrafındaki dönme hızlarının gökadaların merkezine olan mesafeye bağlı olarak değişimi açıklanamıyor. Çünkü etrafında yeterli ışıkla etkileşen madde yok. Kayıp kütle problemi olarak adlandırılan bu durum ışıkla etkileşmeyen bir maddenin olduğu düşüncesini doğurdu. İkinci gözlem ise uzayda ışığın bükülmesi ile ilgilidir. Genel görelilik kuramına göre kütlenin uzayı eğdiği söylenir. Işık ışınlarının uzayın eğriliğinden etkilenmesi, bazı gökcisimlerinin olduğundan daha büyük görünmesine neden olur. Kütleçekimsel mercekleme olarak adlandırılan bu olgu, bir sistemin sadece geometrisini inceleyerek içerdiği kütle miktarının hesaplanabilmesini ifade eder. Abell, 2009 yılında gökada kümesindeki karanlık madde miktarının Güneş’in kütlesini 10 üssü 14 katından daha fazla olduğunu hesaplayarak karanlık maddenin varlığına işaret etmişti. Karanlık madde hakkında halen birçok araştırma yapılmaktadır. Bu araştırmalar, dolaylı ve doğrudan gözlem olarak ikiye ayrılır. Doğrudan gözlemde yeraltına inşa edilen laboratuvarlarda karanlık madde parçacıklarının dedektörler aracılığıyla içindeki atomlardan saçılmaları belirlenmeye çalışılır. Dolaylı gözlemlerde ise karanlık madde parçacıklarının bozunması ya da yok olması sırasında oluşabilecek ürünler araştırılır. Evrende, görülebilen maddelerden çok karanlık madde vardır ve karanlık maddenin bileşenleri tamamen bilinmemektedir. Sadece WIMP’ler, aksiyonlar, sıradan ve ağır nötrinolar, gezegenler ve sönmüş yıldızlarla birlikte verilen isim MACHO’lar ile ışıma yapmayan gaz bulutlarından oluştuğu bilinmektedir.
Karanlık Maddenin Etkileri Nelerdir?
Karanlık maddenin etkileri bilim dünyasında hala anlaşılamayan ve büyük merak uyandıran bir konudur. Bu konuda en çok merak edilen sorulardan birisi karanlık maddenin insan sağlığı ve vücudu üzerine ne etkisi olacaktır sorusudur. Bunu detaylıca açıklayacak olursak insanlar karanlık maddeyi doğrudan hissedemez. Karanlık madde oluşturduğu yerçekimsel etki sebebiyle galaksilerin dönüş hızlarını ve büyük yapıların oluşumunu etkilemekle beraber aynı zamanda evrenin %22-23’ünü oluşturur. Ancak insanlar bu etkileşimleri hissedemezler. İstesek dahi karanlık maddeyi göremez veya dokunamayız. Peki hissedemiyorsak karanlık maddenin varlığını nasıl ispatlayabiliyoruz? Bu soru için en doğru cevap astronomik gözlemler ve matematiksel modellerin yardımı olacaktır. Günlük yaşamda etkileştiğimiz her şey normal madde olan atom ve moleküllerden oluştuğu için karanlık maddenin insanın yaşantısında bir etkisi yoktur.
Karanlık maddenin evren üzerinde belli başlı etkileri vardır: Karanlık madde ışığın izlediği yolu büker ve gravitasyonel merceklenme adını verdiğimiz bir olaya neden olur. Arka plandaki uzak galaksilerin veya kara deliklerin ışığı bükmesi sonucu, önlerindeki karanlık madde tarafından oluşturulan mercek etkisiyle gözlemcinin dünyasına büyütülmüş ve bozulmuş görüntüler olarak yansır. Bu etki bilim insanlarının uzak ve zayıf ışık kaynaklarını tespit etmelerini ve incelemelerini kolaylaştırır. Karanlık madde galaksiler arasında bulunan gaz ve toz gibi atomik yapılı normal maddelerin bir araya gelerek büyük ölçekli yapılar oluşturmasına yardımcı olur. Bu yapılar arasında galaksi kümeleri veya süper kümeler bulunur. Aynı zamanda karanlık madde oluşturduğu yerçekimsel etki sebebi ile normal maddeyi kendi etrafına çeker ve bu sayede galaksiler arası boşluklardaki maddelerin bir araya gelip büyük yapıları oluşturmasını sağlar. Yazan: Meltem Arca