Katalog

Karanlık madde farkındalığı Kuramsal evrenbilimcilere göre evrenin özdekerke içeriği şöyle: %4.6 atomlar, %23 soğuk karanlık özdek, %72 karanlık erke! Prof. Dr. Rennan Pekünlü (Ege Üniversitesi) 1 – 8 Aralık 2010 tarihlerinde dünyanın birçok ülkesindeki üniversitelerde, bilim kuruluşlarında gökadalardaki karanlık özdek (madde) konusu işlenecek. Karanlık özdek (Dark Matter) sorununun yakın geçmişte tarih sahnesine çıkışı “yitik kütle” (missing mass) kavramıyla olmuştu. “Yitik kütle” sorunu Fritz Zwicky ile evrenbilim yazınına girdi. Gözlemsel evrenbilimciler sarmal kollu gökadalardaki nötr hidrojen bulutlarından gelen 1420 MHz frekanslı radyo dalgalarını kullanarak gökada hız eğrilerini saptadılar (bkz. Şekil 1). Bu hız eğrileri, Virial kuramı bağlamında incelendiğinde, gökadalarda ışınımını algılayamadığımız kütlenin varlığına işaret ettiği biçiminde yorumlandı. Virial kuramı, küresel bir oylum içinde birbirine Şekil 1. Sarmal kollu gökada hız eğrisi. Eksenlerin kesim noktası gökada özeğini; yatay eksen özekten olan uzaklığı; düşey eksen de hızı simgeler. A eğrisi Şekil 2’ deki gibi “beklenen” eğri; B eğrisi gözlenen eğri. Şekil 2. Yatay eksen, gezegenlerin Güneş’ten olan uzaklığını YerGüneş uzaklığı cinsinden, düşey eksen de yörünge hızlarını km/s cinsinden veriyor. M (Merkür), V (Venüs), E (Earth – Yer), vd. CBT 1237 / 14 3 Aralık 2010 çekimsel olarak bağlı, eşit kütlelere sahip yıldız, gökada, vb. nesnelerin kararlı bir dizge oluşturması durumunda, bu oylum içindeki nesnelerin toplam kinetik erkesinin iki katının toplam çekimsel gizilgüç (potansiyel) erkesine eşit olduğunu anlatır. Güneş dizgesindeki gezegenlerin Güneş çevresinde dolanma hızları da uzun zamandır biliniyor (bkz. Şekil 2). Güneş dizgesi Virial kuramına uyan kararlı bir dizge olarak düşünülür. Sarmal kollu gökadaları da Güneş dizgesine benzeten evrenbilimciler, gökada hız eğrilerinin “beklenen” hız eğrisinden saptığını görünce gökadalarda ışınımını algılayamadığımız karanlık özdeğin varolması gerektiğini düşündüler. Başlangıçta karanlık özdek adayı olarak, gökada içindeki ışınım gücü oldukça düşük Jüpiter benzeri dev gezegenler, kahverengi cüce olarak betimlenen yıldızlar, nötrinolar, vb. düşünüldü. Elektron, proton ve nötron kombinasyonlarından oluşan hidrojen, oksijen, azot, kükürt, demir, vb. elementlere “baryonik özdek” denir. Yapılan istatistiksel çalışmalar bu tür özdeğin gereksinim duyulan “yitik kütle”yi karşılayamayacağı anlaşıldı. Artık sıra “hayaletlere” gelmişti! Evet, aranan “yitik kütle”, şimdiki adıyla “baryonik olmayan özdek” (nonbarionic matter) kuramsal evrenbilimcilerin kendi deyimiyle “hayalet” (ghost)! Ancak adları hazır: WIMPs, MACHOs, inos, vb. Baryonik olmayan özdeğin doğası bilinmiyor, baryonik özdekle nasıl etkileştiği bilinmiyor, laboratuvarlarda, evrende izi sürülemiyor, soğuk, ılık ve sıcak çeşitleri var! Kuramsal evrenbilimcilere göre evrenin özdekerke içeriği şöyle: %4.6 atomlar, %23 soğuk karanlık özdek, %72 karanlık erke! Kuramsal evrenbilimciler sizi, “Concordance Model” adını verdikleri modelin gözlemlerle çok tutarlı olduğuna inandırmaya çalışacaklardır. Model, enflasyonist genişleme, soğuk karanlık özdek ve ka ranlık erke gibi fiziğin bilmediği hayaletleri varsayarak oluşturulmuştur. Bunların yanı sıra “ince ayar parametreleri” (fine tuning parameters) vardır. Toplam sayısı 6 olan bu parametrelerle oynayarak modeli gözlemlerle tutarlı duruma getirebilirler. Bu çaba, Kopernik öncesi dönemde Batlamyus’un çabasına benzer. Mars gezegeninin yılın belli zamanlarında gökyüzü düzlemi üzerinde önce doğuya sonra batıya sonra yine doğuya doğru olan devinimini açıklayabilmek için “taşıyıcı çembergezegen çemberi” (epicycle on deferent) ikilisini uydurdu ve model Mars’ın “geriye doğru” olan devinimini çok güzel açıkladı (bkz. Şekil 3)! Model oldukça esnekti: Gezegen çemberinin (epicycle) çapını ayarlayarak Mars’ın geriye doğru deviniminin boyutunu, dönme oranını ayarlayarak da geriye doğru devinimin yıl boyunca sayısını gözlemlere uydurdu. Ancak, Kopernik, Galileo ve Newton ile bu model tarihin çöplüğüne gitti! Batlamyus’un iki tane ince ayar parametresi vardı, günümüz kuramsal evrenbilimcilerin ise 6 tane! Bu ince ayar parametreleriyle John Templeton Vakfı’nın istediği neler yapılmaz neler! Şekil 3. Batlamyus evren modelinde Yer evrenin özeğindedir. Gezegenleri taşıyan büyük çemberler vardır. Ancak gezegenleri taşıyan çemberlerin yanı sıra küçük gezegen çemberleri de vardır.