Karanlık Madde Nedir?
Karanlık madde, astrofizikte, elektromanyetik dalgalarla (radyo dalgaları, gözle görülebilen ışık, x-ışınları, vb.) etkileşime girmeyen, varlığı yalnız öteki maddeler üstündeki kütleçekimsel tesiri ile belirlenebilen varsayımsal maddelere denir. Karanlık maddelerin varlığını belirlemek için gök adaların döngüsel hızlarından, gök adaların öteki gök adalar içindeki yörüngesel hızlarından, geri planda yer edinen maddelere uyguladığı kütleçekimsel mercekleme özelliğinden ve gök adaların içindeki sıcak gazların ısı dağılımından yararlanılır. İncelemeler, gök adalarda, gök ada gruplarında ve Evren’de, görülebilen maddelerden oldukça daha çok karanlık madde bulunduğunu göstermektedir. Karanlık maddelerin bileşenleri tamamen bilinmemekle beraber, WIMP’ler, aksiyonlar, bayağı ve ağır nötrinolar, gezegenler ve sönmüş yıldızlarla beraber verilen isim MACHO’lar ile ışıma yapmayan gaz bulutlarından oluşur.
Evrendeki kütleçekimsel enerjinin incelenmesi sonucu, varsayılan toplam enerji yoğunluğunun yalnız %4’ünün direkt gözlemlenebilir maddelerden oluştuğu gözlemlenmiştir. Gene bu toplamın %22’sinin karanlık maddeden oluştuğu hesaplanmaktadır. Kalan %74’ünün ise evrene dengeli bir halde yayılmış olan karanlık enerjiden oluştuğu kabul edilir.
Gözlemsel kanıt
Karanlık madde terimi, ilk olarak 1932’de Jan Hendrik Oort ve 1933 senesinde, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsünden İsviçreli astrofizikçi Fritz Zwicky tarafınca öne sürülmüştür. Fritz Zwicky’nin gözlemi ve iddiası kırk yıl süresince hiçbir ortamda ciddiye alınmamıştır. Karanlık maddenin var olduğuna dair en kuvvetli kanıt olan Sarmal Gök ada eğilimleri, 1970 senesinde Washington Carnegie Enstitüsü’nde Vera Rubin ve arkadaşları tarafınca ileri sürülmüştür. Vera Rubin de Fritz Zwicky ile benzer bir kaderi paylaşarak, uzun seneler ciddiye alınmamış, hiçbir ciddi gösterim organı çalışmalarına yer vermemiştir. Master ve doktora tezleri de daha ilkin reddedilmiş olan Vera Rubin için bu durum pek şaşırtıcı olmamıştır. Onlarca yıl sonrasında, bugün neredeyse tüm astrofizikçiler karanlık maddenin varlığını kabul ederler. Ağustos 2006’da gösterilen, 150 milyon yıl ilkin gerçekleşmiş olan iki gök ada kümesinin çarpışmasına dair gözlem, karanlık maddelerin varlığına dair daha somut bir kanıt oluşturmuştur. Çarpışma esnasında sıcak gazlar içinde bir etkileşim olmuş ve ondan sonra merkeze yaklaşmışlardır. Gök adalar ve karanlık madde etkileşime girmemiş ve merkezden uzak kalmışlardır.
İki şekilde karanlık maddenin ortaya çıkmış olduğu sanılmaktadır: Baryonik karanlık madde ve Baryonik olmayan karanlık madde. Evrenin hacminin yüzde 90’ını oluşturduğu varsayılmakla beraber, karanlık maddenin hemen hemen astronomlar için sırrı çözülmüş değildir. 1970’ler Evren’deki maddenin yüzde doksanının görünmez bulunduğunun keşfedilmesiyle karanlık madde iddialarının güçlendiği seneler olmuştur. Karanlık maddenin var olduğu varsayılmakta, sadece ne olduğu mevzusunda oldukça az informasyon vardır.
Karanlık madde ve karanlık enerji evrende var olan maddenin %95’ini oluşturmaktadır. “Karanlık” dememizin sebebi renkleri değil, karanlık dememizin sebebi onlar hakkında bir şey bilmiyor olmamızdır. Evrende bulunan galaksilerin 100 milyar ile 300 milyar arasında olduğu tahmin edilmektedir. Buna rağmen bütün bu galaksiler, yıldızlar ve gezegenler evrenin yalnızca %5’ini oluşturmaktadır. Evrenin gelişmesine neden olduğu düşünülen karanlık enerji geriye kalan maddenin %75’ini, karanlık madde ise %20’sini oluşturmaktadır.