Dünya’yı Çevreleyen Karanlık Madde Tabakası

Bir araştırma Dünya’mızın uzun sakalımsı karanlık madde yapılarıyla sarmalandığını ortaya koydu. Gördüğümüz ve dokunduğumuz her şey, normal (baryonik) maddedir, fakat evrendeki toplam maddenin yalnızca %15’i bu tiptedir. Karanlık maddeninse her yerde olduğu düşünülmektedir. Kelimenin tam anlamıyla her yerde! Fakat onu göremiyoruz; sadece geniş kozmik ölçülerde kütleçekimsel varlığını saptayabiliyoruz.

Kuramsal fizikçiler karanlık maddenin Dünya etrafında ne tür bir şekil alabileceği hakkında teoriler ortaya atmaktalar ve şimdilerde geliştirilmekte olan bir model, sakal benzetmesi üzerinde duruyor. Geçenlerde yapılan bilgisayar simülasyonuna göre, evrendeki gezegenlerin oldukça tarz bir “sakal” şeklinde karanlık madde bulundurduğunu söyleyebiliriz. Bu buluş bize, tüm evrenin %85’ini oluşturduğu düşünülen görünmez maddenin kanıtının nerede aranacağına dair ışık tutmaktadır.

En büyük çaplı yapı kombinasyonları, kozmik mikrodalga arkaplan ışıması (Big-Bang’den artakalan ışımalar) ve uzaklardaki süpernova verileri hep aynı evren tasvirine varıyor: %5’i normal madde, %27’si karanlık madde ve %68’i karanlık enerji.

Fakat bizimki gibi bir galaksi söz konusu olduğundadurumlar biraz değişiyor. Bizim Güneş Sistemimize bakınca, bulunan karanlık maddenin, normal madde miktarının yanında hiç denecek kadar az olduğunu görüyoruz. Güneşimiz, Güneş Sistemimizde baskın hale gelmiş ve toplam kütlenin %99.8 kadarını oluşturmaktadır. Kalan %0.2’lik kısmının yarısı da zaten Jüpiter, Satürn ve diğer gaz devlerinden oluşuyor. Karanlık maddenin normal maddeden 5 kat fazla olduğunu düşünsek bile, normal maddenin gruplar halinde yoğun bir doku oluşturduğu ve karanlık maddenin olağanüstü bir şekilde dağınık olduğu gerçeği yine hüküm sürecektir.

Şu an için karanlık maddenin doğrudan kanıtını bulmak can sıkıcı bir şekilde zor, fakat dolaylı kanıtlar evren boyunca bulunabilir. Örneğin gökadalar göremediğimiz geniş kütle rezervleri içermektedir ve bu rezervler, içinden ışık geçince görünür hale gelirler. Karanlık madde (nam-ı diğer baryonik olmayan madde) elektromanyetik  güç vasıtasıyla tespit edilemese bile; Einstein’ın İzafiyet Teorisi‘nin de ortaya koyduğu üzere, güçlü kütleçekimsel alanı uzay-zamanı bükebilir. Teleskoplar bu uzay-zaman bükülme oranını ortaya çıkartabilirler. Ne kadar bükülme gerçekleştiğini ve ne kadar görünen maddenin bu olaya katkıda bulunduğunu hesapladıktan sonra, gerekli olan yer çekimin büyük bir kısmının göremediğimiz maddeler (karanlık madde) tarafından üretildiğini buluyoruz.

Astrofizikçiler yıllardır karanlık maddenin normal maddeyle çekimsel etkileşimini ve bu iki tür maddenin birbiriyle ilişkisini bulmak için yeni fikirler ortaya atmaktaydılar. Örneğin yapılan gözlemler, yıldız hareketlerini açıklamak için galaksiler içinde daha fazla maddenin bulunması gerektiğini gösterdi. Bu dolaylı gözlem, araştırmacıları bütün galaksilerin bir karanlık madde halkası içinde konumlanmış olduğu hipotezine sürükledi. Daha geniş düşünülürse; karanlık madde devasa lifler oluşturuyor olmalı ve normal madde (galaksiler) de bu lifler üzerinde dizilmeli. Daha küçük ölçülerde bakınca da; galaksiler içinde ince dokulu karanlık madde akıntılarının, galaksilerle birlikte evrimleşerek yıldızlar arası uzay boyunca dolaştığı düşünülmektedir.

Peki karanlık madde bağımsız gezegenlerle nasıl bir etkileşim içine girer?

Astrophysical Journal’da yayınlanan yeni bir çalışmada, NASA’nın Jet İtiş Laboratuvarı’ndan Gary Prézeau, karanlık madde parçacık akıntılarının bizim gezegenimizin çekimsel alanıyla nasıl etkileşim içinde olduğunu bir nebze de olsa açıklamaya yardımcı olan kuramsal modelinin sonuçlarını anlatmaktadır.

Prézeau bir basın açıklamasında şu ifadeleri kullandı: “Bir akıntı bizim Güneş Sistemimizin kendisinden bile daha büyük olabilir. Galaksimizi çaprazlamasına kesen birden fazla farklı akıntı bulunmaktadır. Galaksi oluşumu sırasında yer çekimi soğuk karanlık madde gazlarıyla etkileşime girdiği zaman, bir akıntı içindeki bütün parçacıklar aynı hızda yolculuk etmeye devam eder.”

Prézeau’nun simülasyon sonuçlarına göre, bu akıntılar bir gezegenle etkileşime girmeye başladıkça gezegenin içinden dosdoğru geçip bir noktada “aşırı yoğun lifler” olarak toplanacaktır. Bu da Dünya’nın yüzeyinde oldukça iyi bir şekilde filizlenmeye başlayan karanlık madde “sakallarını” üretmekle sonuçlanacaktır. Bu akıntı gezegenimizin normal maddesiyle etkileşim içine girmeyecektir. Orada hiçbir şey yokmuş gibi geçip gidecektir. Fakat Dünya’nın yer çekiminin yoğunluğu tarafından yönlendirilecektir.

Fakat bu sadece Dünya’da olmamaktadır. Simülasyonun ortaya koyduğu verilere göre bütün yer çekimsel alanlar ve dolayısıyla da Güneş Sistemindeki bütün gezegenler, bu yoğun karanlık madde derişimini tecrübe ediyor ve karanlık madde liflerini (ince iplik tarzı) gezegenler arası uzaya yöneltiyor olmalılar. Dünya için konuşuyorsak, karanlık madde akıntıları gezegende ortaya çıkacaktır ve yüzeyden 965 606,4 km (ortalama ay ve Dünya arasındaki uzaklığın iki katı) yukarıda karanlık enerji sakallarının “kökü” olarak yoğunlaşacaktır. Kökler karanlık maddenin yoğunlaşmış kütleleri olacaktır. Sakalların uçları da, köklerinin oluşturduğu uzaklığın iki katı daha uzaklıkta konumlanması gerekmektedir.

Normal madde ile karışmış ince dokulu karanlık madde akıntıları, siz bu yazıyı okurken bile Güneş Sistemimizin içinden geçip gidiyor. Dünya’nın yer çekimi bu akıntıları Prézeau’nun sakal tutamlarına benzettiği yoğun liflere dönüştürebilir (bükebilir). Lifin en yoğun kısmı olan “kök” kısmı, orijinal akıntının oluşturacağı yoğunluktan bir milyar kat daha fazla karanlık madde yoğunluğuna sahip olacaktır.

Araştırmaya göre bu kökler bize 965 606,4 km uzaklıkta olabilir ve liflerin uç kısımları da iki katı kadar daha uzakta yer alabilir.

Bu kökler yoğun bir karanlık madde hazinesi bulunduracağından, yerlerini konumlandırmak ve onları çalışmak, bize bu gizemli maddeyi doğrudan tespit etmede en iyi şansı tanıyacaktır. İşi daha da heyecanlandırmak gerekirse, araştırmacılar gezegenler tarafında oluşturulan karanlık madde sakallarının, içinden geçtikleri gezegenlerin iç katmanlarının izlerini taşıyacağını öne sürmektedir. Eğer karanlık enerji sakallarının kıvrım şablonlarını okumayı öğrenebilirsek, uzaktaki gezegenlerin esrarengiz iç sistemlerini ortaya çıkarmak için karanlık maddenin ince ipliklerini (lif) kullanabiliriz.

Bu sakallı lifler, bilim insanlarına karanlık maddenin gizemini çözmeye yarayacak sezgileri ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir. Prézeau’nun ifadelerine göre: “Eğer bu sakalların köklerinin konumlarını saptayabilmiş olsaydık, potansiyel olarak oraya bir sondaj gönderip karanlık madde hakkında olağanüstü miktarlarda bilgi toplayabilirdik.”

JPL’in gökbilim, fizik ve teknoloji başkanlığının baş bilim insanı Charles Lawrence‘ın bir basın duyurusunda yaptığı konuşmadan bir kesit şu şekilde: “Karanlık maddeyi doğrudan tespit etmek 30 yıldır imkansızdı. Oldukça yoğun oldukları düşünüldüğünü göz önüne alırsak, karanlık madde sakallarının köklerinin araştırmaya değer yerler olduğu aşikar”

Bilim insanları karanlık maddenin var olduğu konusunda eminler, çünkü onun evrendeki çekimsel kuvvetini gözlemlediler.

Prézeau’nun buluşları gezegensel araştırmalar için de önemli etkiler barındırabilir. Simülasyonu, bir gezegen içindeki yoğunluk değişmelerinin o gezegenin “sakallarında” belireceğini ortaya koymaktadır. Yani karanlık madde parçacıklarının akıntıları iç çekirdekten, dış çekirdekten, çekirdek kabuğundan ve yer kabuğundan geçtikçe, ip dolaşmalarına benzer ve bu geçişlerle uyumlu sakalımsı yapılar ortaya çıkmaktadır.

Eğer bilim insanları karanlık maddedeki bu bilgiyi tespit etmenin yolunu bulabilirlerse, gizemli maddenin oluşturduğu uzak kozmik yapılar hakkında daha fazla bilgi edinebilirler. Bu bilgiler bilim insanlarına uzak yapıların iç sistemlerini ve katmanlarını tanımada ve hatta buzul gezegenlerdeki okyanus büyüklüğünü ölçmede yardımcı olabilir.

Hazırlayan: Agah Tuğrulhan Polat | Kaynak: Albanydailystar