Evren’in Tutkalı Karanlık Madde >> Galaksileri bir arada tutan karanlık maddenin haritası çıkarıldı

Bilim adamları Karanlık Enerji Tetkik ve Arama (DES) projesi kapsamında Evren’in en ayrıntılı karanlık madde haritasını çıkardı.

Elektromanyetik kuvvetle etkileşime girmediği için ışık ve ısı yaymayan karanlık madde Evren’in yüzde 23’ünü oluşturuyor. Bizi, Dünya’yı ve yıldızları oluşturan normal madde ise Evren’in sadece yüzde 4’ünü meydana getiriyor.

Karanlık madde genç Evren’deki gaz ve toz bulutlarını kendine doğru çekti ve sıkışan gazdan ilk yıldızların doğmasını sağladı. Aynı zamanda 10 milyar yıl önce yıldız kümelerini bir araya getirerek ilk galaksileri oluşturdu.

Samanyolu Galaksisi’nin diskindeki yıldızlarla gezegenlerin uzaya savrulmasını karanlık madde önlüyor. Samanyolu’nu görünmez bir hale şeklinde saran karanlık maddenin kütleçekim kuvveti galaksiyi tutkal gibi bir arada tutuyor.

 

 

Evren sürprizlerle dolu

Astrofizikçiler Evren’in karanlık madde haritasını çıkarmak için Karanlık Enerji Kamerası’nı kullandılar. Şili’deki Cerro Tololo Amerikalar Arası Gözlemevi’nde kullanılan kamera, uzayı hiç olmadığı kadar net görüyor ve en yüksek çözünürlüğü sağlıyor.

31 Ağustos 2013’te çalışmaya başlayan Karanlık Enerji Kamerası, bilim adamlarının galaksilerin nasıl oluştuğunu anlamasını kolaylaştıracak. Gerçi bu kameranın takıldığı teleskop 2018’e kadar Evren’in sadece yüzde 3’ünü görüntülemiş olacak, ama bu bile karanlık maddenin dağılımı hakkında fikir vermeye yeterli.

 

 

Milyonlarca galaksi taradılar

ABD Argonne Ulusal Laboratuarı’ndan Vinu Vikram ve İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü’nden (ETH) Chihway Chang, galaksilerin içini ve galaksilerin arasındaki boşluğu görünmez bir hamur gibi dolduran karanlık maddeyi kütleçekim mercek etkisiyle arıyor.

Karanlık madde her ne kadar göze görünmez olsa da muazzam kütlesiyle uzayı ve dolayısıyla ışığın izlediği yolu büküyor.

Bu da karanlık maddenin arkasında bulunan galaksilerden gelen ışığın balıkgözü mercek efektinde olduğu gibi çarpılmasına yol açıyor. Bilim adamları karanlık madde haritasını çıkarmak için uzaydaki balıkgözü mercek efektlerini arıyor.

 

 

Evren’in bebekliğine açılan pencere

Araştırmacılar karanlık maddenin yaklaşık 13 milyar yıl önce Evren’i nasıl şekillendirdiğini gösteren bir kozmoloji teorisi geliştirdi, ancak şimdiye kadar bunu test edemedi. Yeni karanlık madde haritası ise evrenbilimcilerin geliştirdiği teorilerin doğru olduğunu gösteriyor.

Haritadaki mavi alanlar karanlık maddenin düşük yoğunlukta olduğu bölgelere karşılık geliyor. Sarı ve kırmızı yerler ise yoğun olduğu bölgelere işaret ediyor. Bu bölgelerde binlerce galaksiden oluşan süper galaksi kümeleri yer alıyor.

 

 

Şişen evren ve karanlık enerji

Chihway Chang konuyla ilgili açıklamasında, “Haritalara zum yaparak karanlık maddenin farklı galaksi türlerini nasıl kuşattığını ve kozmik zaman ölçeğinde nasıl evrim geçirdiğini gördük. Kameradan gelen yeni verileri kullanarak teorik modellerimizi daha sıkı test etmek için sabırsızlanıyoruz” dedi.

Ancak bilim adamlarının asıl amacı Evren’in genişleme hızını ölçmek: Son veriler gizemli karanlık enerji nedeniyle Evren’in genişlemesinin hızlandığını gösteriyor ve uzayda karanlık maddenin dağılımı da bu hızlanmayı hassas bir şekilde ölçmemizi sağlıyor. Karanlık enerji hali hazırda Evren’in yüzde 73’ünü meydana getiriyor.

Elbette DES araştırmacıları sadece kütleçekim mercek etkisiyle sınırlı değiller. Aynı zamanda mutlak parlaklığını bildiğimiz için Dünya’ya uzaklığını kesin olarak ölçebildiğimiz süpernovalardan da yararlanıyorlar (bunlara standart kandil deniyor). Tip 1a süpernova denilen yıldız patlamaları, Evren’in büyüklüğünü ve dolayısıyla genişleme hızını hesaplamamızı sağlıyor.

 

 

Doğum sancıları

Fizikçiler Karanlık Enerji Kamerası’yla kaç adet galaksi kümesi bulacaklarını da merak ediyor. Bu sayı kütleçekim kuvvetinin belirli bir bölgede kaç galaksiyi bir araya topladığını görmemizi, yani galaksiler arası kütleçekim alanının şiddetini ölçmemizi sağlayacak.

Sonuçta kütleçekim kuvveti Evren’deki maddeyi bir araya toplarken, karanlık enerji Evren’in balon gibi şişerek galaksilerin birbirinden uzaklaşmasına yol açıyor. Evren’in genişleme hızını hesaplamak için kütleçekim kuvveti ile karanlık enerjinin birbirine oranını ölçmek gerekiyor.

 

 

Karanlık madde haritası Evren’in gençlik yıllarına uzanıyor. Evren sadece birkaç bin yıl yaşındayken o kadar sıcak ve yoğundu ki uzaydaki maddenin dağılımını Büyük Patlama’nın yankısı olan ses dalgaları belirliyordu.

Şiddetli ses dalgaları aynı zamanda karanlık maddenin de uzaya dağılmasını sağladı. Böylece Evren’in doğum sancıları bugünkü karanlık madde haritasına kazınmış oldu.

Antik ses dalgalarının etkilerini ölçmek için 300 milyon galaksinin konumunu bilmemiz gerekiyor ve bu çalışma 2018 yılında tamamlanacak. Böylece Evren’in nereden gelip nereye gittiğini daha iyi anlamış olacağız.