Evrenin Gizemlerinden Biri: Karanlık Madde

Karanlık madde, evrenimizdeki maddenin altıda beşini oluşturur ve diğer maddeleri sıkıca birbirine bağlar. Bu kadar yaygın olmasına rağmen, fiziksel yapısı halen belirsizdir; dramatik etkileri ise yalnızca dolaylı olarak gözlemlenebilmektedir. Bugünlerde Physical Review Letters adlı dergide ise, milyarlarcası her saniye elimizden geçen atomaltı karanlık madde parçacıklarının neredeyse bir kara delik yaratacak kadar yoğun olabileceği belirtiliyor.

Döndükleri hız göz önüne alındığında, galaksilerin spiral kollarının uzay boşluğunda dağılması gerekirdi ama dağılmıyordu. Kütleçekim kuvvetini hesaba kattıkları halde bilim insanları, galaksilerin kollarını bir arada tutan başka bir kuvvet olması gerektiğine karar verdiler ve bu görünmez, gizemli kuvvete karanlık madde dediler.

Genellikle karanlık maddeyi oluşturan parçacıklar için, proton kütlesine sahip, ama maddeyle de etkileşimi zayıf olan parçacıklar (nötrinö gibi) hipotize edilmiştir. Geçen yüzyılda karanlık maddeyi oluşturan parçacıklar için onlarca aday gündeme gelmiştir ama bunlardan en oturaklı olanı ve en çok kabul göreni Zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacıklardır (WIMP: Weakly Interacting Massive Particle). Bu gizemli parçacıkların, Büyük Patlama sırasında oluştuğu ve protondan 100 kat daha ağır olduğu düşünülüyor.

Etkileşimlerinin zayıf olması, bu parçacıkların saptanmasını çok zor kılıyor ki bugüne dek zaten saptanamamıştır. Yani; bırakın karanlık maddenin yapıtaşlarının WIMP olup olmamasını, WIMPlerin varlığı bile doğrulanamamıştır.

Yeni bir matematiksel model getiren bir araştırma ise, karanlık madde parçalarının WIMPler yerine daha da egzotik bir şey olabileceğini ileri sürüyor. Bu varsayımsal parçacıkların çevreleriyle etkileşimi bir nötrinodan bile daha zayıf, aynı zamanda da her bir parçacığın kütlesi bir protonun kentilyon (10¹⁸) katı (ortalama bir insan hücresi kadar) olması gerekiyor.

Güney Danimarka Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırma görevlisi olan McCullen Sandora, Space.com’a verdiği röportajda şunları söyledi: “Atomaltı parçacık boyutunda ve bu kütledeki gizemli parçacıklar, bir madde minyatür kara deliğe dönüşmeden ne kadar yoğun olabilirse o kadar yoğun olacaklardır.”

Söz konusu model, Planck etkileşimli karanlık madde (PIDM) olarak bilinen bu atomaltı parçacıkların Büyük Patlama sonrasında saptanabileceğini iddia ediyor. Büyük Patlama’dan hemen sonra, “genişleme” adı verilen ani bir büyüme evresinde, evrendeki tüm madde homojen olarak dağıldı. Bu genişleme sırasında evren ciddi anlamda soğudu. Genişleme evresi aniden yavaşlayıp durduğunda evren yeniden ısındı. Araştırmacılar da PIDM parçacıklarının bu evrede oluşmuş olabileceğini söylüyor. Eğer araştırmacılar haklıysa, PIDM parçacıklarının kozmik mikrodalga arkaplan ışımasında bir iz bırakmış olması gerekir ve bu iz de teorik olarak saptanabilir.

Arayış hala sürüyor. Karanlık maddenin tam olarak ne olduğunu halen bilemesek de, bu araştırma sayesinde bilgi dağarcığımıza yeni ve ikna edici bir teorinin eklendiğini söyleyebiliriz.