Mikro Kara Delikler Karanlık Madde Değil
Japon astronomlar karanlık maddenin mikro kara deliklerden oluşmadığını gösterdi. Bu da Stephen Hawking’in yanıldığını ortaya koydu. Hawking, karanlık maddenin mikro kara deliklerden meydana geldiğini öne sürmüştü. 1 milimetreden küçük ve uydumuz Ay kütlesinde olan mikro kara delikler, karanlık maddenin en fazla binde birini oluşturuyor. Peki en küçük kara delikler nasıl oluşuyor?
Karanlık madde bulmacası
Evrenin yüzde 27’sini meydana getiren karanlık maddenin ne olduğunu bilmiyoruz. Ancak, galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara delikler çevresinde hızla dönen yıldızları bir arada tutan ek yerçekimini sağladığını biliyoruz. Görünmez karanlık madde dememizin sebebi ise bu parçacıkların ışıkla etkileşime girmiyor olması.
Oldukça gizemli değil mi? Bilim insanları karanlık maddeyi açıklamak için karanlık foton ve elektrikli karanlık madde gibi birçok sıra dışı teori geliştirdiler. Oysa Dünya’daki detektörler bugüne dek hiçbir karanlık madde parçacığı tespit edemedi.
Fizikçiler bunu açıklamak için detektörlerimizin yeterince hassas olmadığını söylediler. Ancak, bazı araştırmacılar karanlık maddenin aslında normal madde ile açıklanabileceğini düşündü.
Bunlardan biri olan ve geçen Mart ayında aramızdan ayrılan Stephen Hawking de karanlık maddenin büyük patlama sırasında oluşan mikro kara deliklerden oluştuğunu öne sürüyordu. Sonuçta kara delikler egzotik cisimler olsa da normal maddenin çökmesiyle oluşuyor.
Mikro kara delikler
Büyük patlamadan kalma oldukları için aynı zamanda ilkin kara delik olarak adlandırılan mikro kara delikler 0,1 mm boyunda ve Ay kütlesinde oluyor. Tabii Hawking’in fikri de dahice: Karanlık maddeyi kendisi de kapkara olan kara deliklerle açıklamak ters köşe yaratıcılık istiyor!
İlgili yazı: Gerçek Adem: İlk insan ne zaman yaşadı?
Neden mikro kara delikler?
Bilim insanları gökcismi gibi davranan ve evrende yıldızlardan nadir olan büyük boy kara deliklerin karanlık maddeyi açıklamayacağını biliyor. Sonuçta karanlık madde parçacıkları atomlardan küçük cisimler ve bunların yerçekimi etkisini açıklamak için bize mikro kara delikler gerekiyor.
Küçük kütleli mikro kara delikler gaz molekülü gibi davranıyor ve küçük olmasına rağmen, güçlü yerçekimiyle karanlık maddeyi açıklayabiliyor. Kara delikler ne kadar küçükse o kadar hızlı buharlaşıyor; ama 0,1 mm’ye kadar olanların büyük patlamadan günümüze kalmış olması gerekiyor.
Hawking büyük patlama sırasındaki yüksek basınçta uzaydaki maddenin sıkışmasıyla oluşan mikro kara deliklerin karanlık maddeyi açıklayacağını söyledi. Öyleyse tek yapmamız gereken şey bunları bulmak ve saymak.
Ancak bir sorun var
Küçük kara delikleri nasıl göreceğiz? Japonya’daki Kavli Fizik ve Matematik Enstitüsü araştırmacıları galaksilerin ışığına baktılar ve galaksiler arası uzayda yer alan mikro kara deliklerin yerçekimi merceği etkisiyle galaksi ışığını ne kadar büktüğünü incelediler.
İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili
Peki yerçekimi merceği nedir?
Kara delikler ve nötron yıldızları gibi güçlü yerçekimine sahip cisimler, arka plandaki yıldızlarla galaksilerin ışığını balıkgözü efekti gibi büküyor.
Kavli astronomlarının da doğası gereği karanlık olan küçük kara delikleri doğrudan görmesi imkansızdı; ama galaksi ışığındaki çarpılmaya bakarak bunları saptayabileceklerini düşündüler. Böylece Hawking’in teorisini test edeceklerdi.
Öte yandan, Hawking de kendinden önce gelen devlerin omuzlarında yükseliyor. Nitekim mikro kara delikler fikrini 1966 yılında, Sovyet fizikçiler Yakov Borisovich Zel’dovich ve Igor Dmitriyevich Novikov ortaya attı. Hawking bu teoriyi 1971’de güncelledi ve sonra karanlık maddeyi açıklamakta kullandı.
Neden küçükler?
Bunun nedeni çöken yıldızlar gibi büyük kütleli cisimler yerine, büyük patlama sırasındaki yüksek basınçta sıkışarak oluşmuş olmaları. Öyle ki mikro kara delikler sadece 0,1 gram maddenin sıkışmasıyla oluşmuş olabilirler. Ancak, en küçükler çoktan buharlaştığı için günümüze kalmadılar.
İlgili yazı: Yapay Zeka Nedir ve Nasıl Çalışır?
Bugünkü kütleler
Evren 13,78 milyar yıl önce oluştu ve bugünkü mikro kara delikler de günümüze kalacak kadar kütleli olmak zorunda.
Nitekim 0,1 mm boyundaki kara delikler 67 milyar milyar ton ağırlığında oluyor. Uydumuz Ay’ın kütlesi de 73 bin 476 milyar milyar ton olduğuna göre, günümüze kalan en küçük mikro kara deliklerin yaklaşık Ay kütlesinde olduğunu söyleyebiliriz.
Böylece kara delik avı başladı: Hintli ve Amerikalı bilim insanlarıyla birlikte çalışan Japon astronomlar, Hawaii’deki Mauna Kea yanardağında bulunan Subaru teleskopunun En Yüce Kamerası’yla (!) gökyüzünü taramaya başladılar (Evet, kameranın İngilizce adı Hyper Supreme 😉 ).
Andromeda profili
Astronomlar sadece 7 saat içinde, Samanyolu’nun 4 milyar yıl sonra çarpışacağı Andromeda galaksisinin 190 ardışık fotoğrafını çektiler. Böylece Andromeda görselleri üzerinde mikro kara deliklerin yerçekimi etkisiyle yaratılan ışık çarpılmalarına ait benekleri aradılar. Özellikle de Andromeda içinde tek tek seçebildikleri yıldızlarda kolayca görebilecekleri gölgelenmelere baktılar.
İlgili yazı: Vücut İnterneti ile Beden Hackleme Geliyor
1000 benekli mikro kara delikler
Stephen Hawking’in dediği gibi karanlık madde mikro kara deliklerden oluşuyor olsaydı, 190 fotoğrafta en az 1000 mercek etkisi görmeleri gerekirdi. Oysa sadece bir gölgelenme gördüler ve onun da mikro kara delikten kaynaklandığından emin olamadılar.
Bu da karanlık maddenin varlığının mikro kara delikler ile açıklanamayacağını gösterdi. Ancak, bundan mikro kara deliklerin mutlaka 0,1 mm boyunda olması gerektiği sonucunu çıkarmayın. Bunlar Ay kütlesi ile 1000 Güneş kütlesi arasında olabilirler.
Ancak, içlerinden en büyüklerin sayısı az olsa da bunların mercek etkisinin daha güçlü olması gerekiyor. Nitekim önceki teleskop taramaları büyük (!) mikro kara delikleri tespit edemedi. Bu da geriye kalan mikro kara deliklerin karanlık maddeyi tümüyle açıklayamayacağını ortaya koydu.
Kısacası Japonlar bu işe girmeden önce, kara deliklerin karanlık maddenin sadece yüzde 40’ını açıklayabileceğini biliyorduk. Ancak, kara deliklere bağlı mikro mercek etkisini göremediğimiz için bunların karanlık maddenin yalnızca binde birine karşılık gelebileceğini anladık.
İlgili yazı: Devrik Kara Delik Sagittarius A Görüntülendi
Sonuç olarak
Fizikçiler kara tahtanın başına geri döndüler: Karanlık maddeyi mikro kara delikler ile açıklamak imkansız. Çok çok küçük bir kısmını onlara havale etsek bile geri kalanını başka türlü aramalıyız.
Öyle ki karanlık madde basitçe göremediğimiz normal maddeden oluşmuyor. Oysa elimizdeki en hassas aygıtlar bile egzotik karanlık madde parçacıklarını tespit edemiyor. Belki de bize yeni bir fizik gerekiyor! Belki de ilk kara delikleri karanlık madde oluşturdu ama önce onları bulmamız gerekiyor.
Yeni fizik dedik de zamanı tersine çevirebilir miyiz? Peki karanlık maddeyi zaman kristalleri ile açıklayabilir miyiz? Tüm evreni tek bir denklemle açıklayacak her şeyin teorisini ne zaman geliştireceğiz? Bütün bunlar heyecanla cevabını beklediğimiz sorular. Ben güzel ilimiz Aydın’da sonbahardaki ultra maratona hazırlanırken sizin de tatiliniz dinamik ve moralli geçsin.
Mikro kara delikler nasıl oluşuyor
1Microlensing constraints on primordial black holes with Subaru/HSC Andromeda observations
