Evrenin en gizemli bileşenlerinden biri olan karanlık husus, yıllardır astrofizikçilerin çözmeye çalıştığı en büyük bilmecelerden biri olmayı sürdürüyor. Görülemeyen lakin galaksilerin hareketleri üzerindeki tesiriyle varlığı dolaylı olarak kanıtlanan bu husus, cihandaki toplam unsurun yaklaşık yüzde 85’ini oluşturuyor. Şimdiye kadar yapılan müşahedeler, karanlık hususun görünür unsurla tıpkı fizik maddelerine tabi olup olmadığı sorusunu açık bırakmıştı. Lakin Nature Communications’da yayımlanan yeni bir araştırma, bu hususta şimdiye kadarki en güçlü ispatları ortaya koydu.
KARANLIK HUSUS, YERÇEKİMİ MADDELERİNE AHENK GÖSTERİYOR
Donanımhaber’in de aktardığı üzere Cenevre Üniversitesi öncülüğünde yürütülen, Portsmouth Üniversitesi’nin de dahil olduğu milletlerarası araştırma grubu, karanlık unsurun klasik fizik maddelerine, bilhassa de Euler denklemleri ve genel görelilik unsurlarına uyup uymadığını direkt test etti. Bilim insanları, karanlık unsurun davranışını tanımlamak maksadıyla, kainattaki galaksilerin suratlarını bu galaksilerin içinde yer aldığı kütle çekim alanlarının derinliğiyle karşılaştırdı.. Elde edilen sonuçlar dikkat cazipti: Galaksiler, tıpkı husus üzere sırf yerçekiminin tesiri altında hareket ediyordu.
Bu prosedür, aslında karanlık hususun yerçekimi karşısındaki yansısını gözlemlemenin dolaylı lakin güçlü bir yolunu sunuyor. Zira bir galaksinin ne kadar süratli hareket ettiği, onun içinde bulunduğu “kütle çekim kuyusunun” yani etrafındaki uzay-zaman eğriliğinin ne kadar güçlü olduğuna bağlı. Şayet karanlık husus, görünür husustan farklı bir fizik maddesine tabi olsaydı, bu süratlerde ve dağılımlarda bariz sapmalar görülmesi gerekirdi. Fakat elde edilen bilgiler, bu türlü bir fark olmadığını gösterdi.
Araştırmanın müelliflerinden Dr. Camille Bonvin, “Evren genelindeki galaksi suratlarını, onların bulundukları kütle çekim kuyularının derinliğiyle karşılaştırdık. Sonuçlar, karanlık hususun tıpkı olağan unsur üzere yerçekimi maddelerine uyduğunu gösteriyor,” sözlerini kullandı.
Ekip, bu tahlille birlikte karanlık unsura tesir edebilecek mümkün ek bir kuvvetin, yani “beşinci kuvvet” olarak isimlendirilen varsayımsal bir etkileşimin, ne kadar güçlü olabileceğine dair de net sonlar belirledi. Buna nazaran, şayet karanlık hususa yerçekimi dışında öteki bir kuvvet tesir ediyorsa, bu kuvvetin gücü yerçekiminin yüzde 7’sini bile aşmıyor. Araştırma grubuna nazaran karanlık husus, olağan hususa nazaran farklı bir çekim kuvvetine maruz kalıyor olsaydı, bu fark ölçümlerde açıkça ortaya çıkardı. Çalışmanın başyazarı Nastassia Grimm mevzuyu şöyle açıklıyor:
Eğer hakikaten yerçekiminden daha güçlü bir ek kuvvet olsaydı, datalarımızda bunu net bir halde görmemiz gerekirdi. Fakat bu türlü bir işaret yok.
Elde edilen sonuçlar, karanlık unsurun mevcut fizik maddeleriyle uyumlu davrandığını güçlü biçimde destekliyor. Yeniden de araştırmacılar, karanlık hususun daha zayıf ve şimdi tespit edilememiş etkileşimlere sahip olma ihtimalini büsbütün dışlamıyor. Çalışmada belirlenen sonlar, gelecekte karanlık unsur parçacıklarının tabiatına dair teorileri daha hassas hale getirmede rehber olacak. Bilhassa zayıf etkileşimli ağır parçacıklar (WIMP) yahut aksiyonlar üzere aday teoriler bu yeni bilgiler ışığında yine pahalandırılacak.
Cenevre takımına nazaran bu çalışma, karanlık unsur araştırmalarında sadece bir başlangıç. Yakında faaliyete geçecek LSST (Large Synoptic Survey Telescope) ve DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) üzere yeni kuşak müşahede araçları, yerçekiminin yüzde 2’si kadar zayıf kuvvetleri bile algılayabilecek hassasiyete sahip olacak. Bu da karanlık unsurla ilgili şimdiye dek tespit edilemeyen ince etkileşimlerin ortaya çıkarılmasına imkan tanıyabilir.
