Karanlık Maddenin Sıcaklığını Ölçmek

Karanlık madde, karanlık enerji ile bilim dünyasının belki de en gizemli ve en merak edilen konusu. Madde denildiğinde hepimizin aklına dağlar, taşlar, canlılar ve gezegenler benzeri örnekler gelir. Ancak bütün bunlar bildiğimiz evrenin yalnızca %5’ini oluşturur. Geriye kalan %25 civarını karanlık madde ve %70 civarını da karanlık enerji oluşturur.

Karanlık Enerji ve Karanlık Madde Nedir?

Karanlık madde, hiçbir elektromanyetik dalgayla etkileşime girmeyen ve yalnızca maddeler üzerindeki kütle çekimsel kuvvetleri ile gözlemlenebilen maddeye denir. Karanlık enerji ise evrenin genişlemesine neden olan formu tam olarak bilinemeyen bir enerji formudur. Her ikisi hakkında, henüz pek fazla bilgimiz yok. İşte, bu da evrenimizi henüz ne kadar az tanıdığımız gerçeğini pekiştiriyor.

Konuyla İlgili Daha Fazla Bilgi İçin: Karanlık Madde ve Karanlık Enerji

Karanlık Maddenin Sıcaklığı

Kaliforniya Üniversitesi’nde eskiden yüksek lisans öğrencisi olan Jen-Wei Hsueh, Fassnacht ve meslektaşları, sıcaklık ve dolayısıyla karanlık maddenin kütlesini sınırlamak için yerçekimi merceği kavramını kullandılar. Araya girerek sapmaya neden olan karanlık madde lekelerinin yol açtıkları değişiklikleri bulmak için yedi uzak yerçekimi mercekli kuasarın (aşırı parlaklığa ve kütleye sahip olan, gizemli gök cisimleri) parlaklığını ölçtüler ve bu sonuçları bu karanlık madde merceklerinin boyutlarını ölçmek için kullandılar.

Karanlık madde kümelerinin yerçekiminin uzaktaki nesnelerin ışığını bükebildiği, saptırabildiği biliniyor. Burada bahsettiğimiz, ışık gözlemciye doğru ilerledikçe ışığı kaynaktan bükebilen bir uzak ışık kaynağı ve bir gözlemci arasındaki maddenin (gökada kümesi gibi) bir dağılımıdır. Kaliforniya Üniversitesi’nde fizik profesörü olan Chris Fassnacht ve meslektaşları, karanlık madde hakkında daha fazla bilgi edinebilmek için işte, yerçekimsel mercek (gravitional lensing) denilen bu saptırmayı kullandılar. Bu saptırmanın miktarı Albert Einstein’ın meşhur genel görelilik teorisindeki öngörülerinden birisidir.

Fassnacht’ın söylediğine göre, karanlık madde için standart modelin ‘soğuk’ olduğu yani parçacıkların ışık hızına kıyasla yavaş hareket ettikleri model. Bu modelde, sıcaklık aynı zamanda karanlık madde parçacıklarının kütlesine de bağlı. Parçacığın kütlesi ne kadar düşükse, o kadar “sıcak” oluyor ve o kadar hızlı hareket ediyor.

Soğuk (dolaylı olarak daha büyük) karanlık madde modeli çoğunlukla büyük ölçeklerde geçerli iken, bireysel galaksi ölçeğine indiğimizde pek de geçerli olmuyor. Bu durumda da daha hafif ve daha hızlı hareket eden parçacıklar için ise ‘sıcak’ bir karanlık madde modeli söz konusu oluyor.

Fassnacht ve ekibine göre, karanlık madde partikülleri daha hafif, daha sıcak ve daha hızlı hareket ediyorsa, belirli bir boyutun altında yapılar oluşturmuyorlar. Belli bir boyutun altında ise yalnızca yok oluyorlardı.

Kısaca özetlemek gerekirse, araştırmanın sonuçları potansiyel bir karanlık madde parçacığının kütlesine daha önceki çalışmalardan daha düşük bir sınır koyuyor ve karanlık madde için farklı durumlarda iki farklı model öne sürüyor.