şükela:  tümü | bugün
  • hayat bir şekilde üşengeçlikten ibaret. ne zamandır karanlık madde ile ilgili bir şeyler yazmaya kalkışsam, üşengeçlik çöküyor parmaklarıma. hala dolmuşa atlayıp bi taksim yapma imkanım var ama, hava az iyi olaydı keşke... neyse...

    karanlık madde, adı itibarıyla karanlık bir şey. aslında pek karanlık değil de, biraz amerikan kültürü gereği bu isimle anılıyor. gökbilimciler çoğunlukla tanımlayamadıkları bir şeyle karşılaştıklarında; hemen ona "dark" ismini koymayı pek seviyorlar. ondan öyle, yoksa karanlık mı aydınlık mı bilmiyoruz. sadece, henüz göremedik kendilerini...

    peki, karanlık madde fikri nereden çıktı?

    birkaç yüz yıldır, kepler ve newton sayesinde gökcisimlerinin yörüngelerini ve yörünge hareketlerini ölçümleyip tahmin edebiliyoruz. bunun bir yığın rakamsal yazılımı, formülü vs mevcut. sözlükte bunlara girecek halimiz yok. dolayısıyla, herhangi bir gökcisminin, herhangi başka bir gökcismi ile etkileşimi sonucu yörüngesini ve yörünge hızını rahatlıkla belirleyebildiğimiz bilmek yeterli. yine de, bir özet geçeyim:

    kütlesini bildiğimiz büyük bir cismin çevresinde dönen başka gökcisimleri düşünün. bu gökcisimlerinin daha yakın yörüngeye sahip olanları hızlı, daha uzakta olanları ise yavaş bir yörünge hızına sahiptir. örneğin, merkür gezegeni güneşin çevresinde fenafillah bir hızla dönerken, bizim pluton veya neptün hiç acelesi yokmuş gibi ağır ağır dönerler. bunun da tüm sebebi, uzak cisimlerin kütleçekimsel nedenlerle daha yavaş dönmeleri gerektiği. işte, "dolanma süresinin karesinin, çevresinde döndüğü cisme uzaklığının üçüncü kuvvetine oranı" gibi acayip de bir formülasyonu var.

    şimdiye kadar çevremizdeki gökcisimleri üzerine yaptığımız tüm gözlemler ve hesaplamalar, bu formülasyonun, yani newton kanunlarının kesinlikle doğru olduğunu gösteriyor. bu sayede uzaya uydular gönderebiliyor ve diğer gezegenleri ziyaret edebiliyoruz. göktaşlarının ve kuyruklu yıldızların yörüngelerini hesaplayabiliyor, zamanı doğru olarak ölçebiliyoruz. şimdiye kadar bunun aksi bir durumla karşılaşmadık.

    şimdi boyutları büyütelim:

    galaksimiz samanyolu'nun kütlesi de, merkez bölgesinde en yoğun haldedir ve galaksideki güneş de dahil, yaklaşık 400 milyar yıldız, bu kütle merkezi çevresinde dönerler. o halde şunu rahatlıkla söyleyebiliriz:

    "samanyolu'nun merkezine yakın yıldızlar hızlı, uzak olanlar ise daha yavaş hızlarda dönüyorlar"

    değil işte...

    gözlemler gösteriyor ki, samanyolu'nun merkezindeki yıldızların dönüş hızı, daha uzaktakilerden yavaş. yani bu durum, bildiğimiz newton yasalarına aykırı. lan bi sorun mu var hesaplarımızda veya "göreli" durumlar mı söz konusu diye hemen einstein'ın formüllerine başvuruyoruz ama ı ıh! einstein denklemlerine göre hesapladığımızda bile, ortada bir sorun var. uzak yıldızların daha yavaş dönmesi lazım. ama bunlar maşallah, fişek gibi hızlara sahip yörüngelerde dolanıyorlar.

    samanyolu'nun "görünen" kütlesini göremediklerimizi de hesaba katarak hesapladığımızda yıldızların dönüş hızında bir sorun var. sanki, bu hızı etkileyen bir şey söz konusu. öyle ki, bazı yıldızların dönüş hızlarına baktığımızda, samanyolu'nu terkedip gitmeleri gerekiyor. çünkü o kadar hızlılar ki, samanyolu'nun hesapladığımız kütlesi, bu yıldızları yörüngelerinde tutmaya yeterli değil.

    o halde elimizde iki seçenek var: ya biz samanyolunun kütlesini ve kütle dağılımını yanlış ölçüyoruz, yahut einstein ve newton'un kütleçekim kuramları yanlış. fakat daha önce söylediğim gibi, biz bu kuramların doğru olduğun güneş sistemi ve yakın çevresineki yıldızların hareketlerini ölçümleyerek doğruladık, bunlar hakkında en ufak bir şüphemiz dahi yok. yani bu formüller yanlış olamaz. o halde geriye tek seçenek kalıyor; samanyolu'nun kütlesini doğru ölçemiyoruz!

    bunu da yaptık. samanyolu'nun kütlesini tekrar tekrar, defalarca ölçümledik. sonuç aynı çıktı; görebildiğimiz samanyolu kütlesi, yıldızların bu anlamsız hareketlerini açıklamaya izin vermiyor. geriye kalan tek seçenek, samanyolu dahilinde bizim göremediğimiz (daha doğrusu elimizdeki gözlem araçlarının belirleyemediği) bir "kütle" daha mevcut. tüm samanyolu'nu kaplayan bu madde, yıldızların yörünge hareketlerini etkiliyor. üstelik, bu etkiyi yaratabilmesi için bilmediğimiz bu maddenin miktarının, samanyolu'ndaki "toplam" maddenin %90'ı kadar olması gerekiyor.

    oldu mu şimdi, samanyolu'nun %90'ının bilinmeyen, "karanlık" bir maddeden oluşması? olmadı tabi, çünkü bu maddeyi hiçbir şekilde göremiyoruz. göremiyoruz ama, kütleçekim ölçümleri karanlık maddenin samanyolu'nun %90'ını oluşturması gerektiği fikrini bize dikte ediyor. o halde, samanyolu'nda göremediğimiz çok büyük miktarda maddenin homojen olmayan bir biçimde varlığını kabul etmek zorundayız.

    dahası var, uzak galaksileri gözlemlediğimizde, bu galaksilerin hareketlerinin ve oluşan kütleçekimsel mercek etkilerinin de karanlık maddeyi hesaba katmadan açıklanamadığını farkediyoruz. demek ki, görebildiğimiz evrenin büyük çoğunluğu; göremediğimiz bu karanlık maddeden oluşuyor.

    artık buna eminiz. eğer, "hayır" dersek, newton ve einstein fiziğini bir kenara atmak zorundayız.

    peki bu karanlık, göremediğimiz madde "ne"den müteşekkil?

    işte bunu bilmiyoruz. aslında elimizde birkaç "fail" var. nötrino'lar mesela. bunlar hemen hemen maddeyle hiçbir şekilde etkileşmeyen parçacıklar. fakat nötrinoları ölçümlemek o kadar zor ki, karanlık maddenin faili olup olmadıklarını anlamamız çok zor. üstelik, "olması gereken" nötrino miktarı da "şu anki bilgimizle" karanlık madde için çok ama çok yetersiz kalıyor.

    yine, gözlemlenmesi "biraz zor" olan kırmızı cüce yıldızlar veya kahverengi cüce'ler de karanlık madde için aday. ayrıca, kahverengi cüce dahi olamamış jüpiter büyüklüğünde gökcisimleri de adaylar arasında. buna, göremediğimiz gaz ve toz miktarının da ekleyebiliriz. tüm bunlara rağmen olmuyor işte, hiçbiri bu devasa karanlık madde miktarını açıklamaya yetmiyor.

    göremediğimiz bir şeyler var: hayatında "cam" görmemiş birinin, tıpkı bir pencere camının aslında olmadığını sanması gibi bir şey aslında bu. belki de evrende, "bildiğimiz" tüm ışınımı geçiren "cam" gibi bir madde mevcut. o halde, onu görememiz, sadece kütleçekim etkisini farkedebilmemiz normal.

    yine de, bazı açıklamalar da yok değil. örneğin, geçtiğimiz aylarda küreresel yıldız kümeleri üzerine yapılan bazı araştırmalar; bu kümelerde göremeyeceğimiz kadar soluk yıldızların varlığını ortaya çıkardı. öyle ki, bu yıldızların miktarı, küresel kümelerdeki yıldızların ancak karanlık madde ile açıklanabilen hareketlerini açıklama imkanına kavuşmamıza neden oldu. yani, bazı küçük ölçeklerde, bazı şeyleri karanlık madde olmadan artık izah edebiliyoruz. bunu, büyük samanyolu gibi ölçeklerde yapıp yapamayacağımızı henüz bilmiyoruz. eğer samanyolu ölçeğinde bu açıklamayı tıpkı küresel kümelerde olduğu gibi yapabilirsek, karanlık madde varsayımına gerek kalmayacak. çünkü onların ne olduğunu biliyor olacağız.

    fakat bunu yapamazsak, karanlık maddeyi oluşturan yapıyı aramayı biraz daha sürdüreceğimiz açık...
  • ilk olarak 1933'te fritz zwicky tarafindan ortaya atılmış ve "hassiktir lan" denerek karşılanmış bir teoridir.

    osuruktan bir kaç yıldızın yarattığı yerçekimi kuvvetinin koca galaksiyi çekip çevirmeye olanak tanımayacağına ikna olunduktan sonra adamın ölmesine yakın 1973 yılında jim peebles ve jerry ostriker'in "yav böyle tutkal gibin bişeye ihtiyaç var" falan demesiyle kabul görmeye başlamıştır.

    artık ssg'nin teyzesinin bile fark edebildiği uzayboşluğundaki yerel ısı değişimlerinin 1992'de cosmic backround explorer tarafından keşfedilmesi ilede aranan kanıta kavuşmuştur.
  • ve bilim sonunda karanlık maddeyi tam anlamıyla deşifre ediyor, tarifi olmayan bir heyecan, değişik bir duygu.

    17 aralık 2009'da karanlık madde ile ilgili bilimin geldiği son nokta ilgili guardian gazetesinde yayınlalan makale:

    karanlık madde sonunda saptandı mı?

    80 yıldır, bilimde en iyi zekaları atlatabilmiş bir madde. fakat bu gece evrenin kütlesinin 4'te 3'ünü oluşturan gizemli ve görülemeyen karanlık madde için yapılan av son bulmuş görünüyor.

    bazı birleşik devletler laboratuvarlarında yapılan koordineli seri duyurularda, araştırmacılar, yerin yaklaşık 800 metre altında bulunan kullanılmayan bir demir madeninde karanlık maddeyi yakalayabildiklerine inandıklarını açıkladılar. bu iddia, eğer önümüzdeki yıl kanıtlanır ise, fizikte asrın en çarpıcı buluşlarından biri olarak nitelendirilecek.

    bilim insanları, anlık görünüşü ile rahatsızlık veren karanlık madde parçacıklarını minnesota'da bulunan soudan madeninde, yüksek duyarlılığa sahip dedektörler yardımıyla topladıklarını dile getirdiler.

    kriyojenik (dondurgan) karanlık madde araştırma (cdms) başkanı dan bauer chicago yakınlarındaki fermi* ulusal hızlandırıcı laboratuvar'ındaki seminerde, gruplarının, karanlık maddenin tüm karakteristik özellikleriyle uyumlu olan 2 parçacığı belirlediklerini ve yeraltı dedektörlerdeki bu sonuçların 4 te 1 olasılığı başka bir etkiye bağlı olabileceğini açıkladı.

    birkaç hafta önce fizikçiler blogunda bauer'in grubu'nun bir açıklama yapacağı söylentiler arasındaydı. böylelikle bu deneme sayesinde, gecenin sonuçları, bilim çevrelerinde anında bir heyecan dalgası oluşmasını tetikledi.

    cambridge üniversitesi astronomi enstitüsü'nden gerry gilmore "eğer gerçek bir işaret aldılarsa, ciddi biçimde önemli bir mesele. karanlık maddeyi anlamaya çalışanların sayısı hayli fazla. evrenin yapısını oluşturan ve esasen herşeyi birarada tutan şey karanlık maddedir. sıradan bir madde öbekler halinde karanlık maddeye düştüklerinde, galaksiler, yıldızlar, gezegenler ve insanlara dönüşür." dedi

    isviçreli astronom fritz zwicky, uzakta bulunan galaksi demetlerinin dağılması yerçekimsel kuvvetlerle değil ama görülemeyen kozmik madde ile ilgilidir tartışmasından bu yana, bilim insanları karanlık maddenin mevcudiyetini 1933 yılından beri tartışıyorlar. bu madde, ışığı yansıtmadığından ve emdiğinden teleskoplarla gözlemi imkansız yapmasından dolayı karanlık madde olarak adlandırıldı.

    geçen yıl, hubble teleskobu uzak bir galakside dolaylı yollardan, karanlık madde demetlerinin yıldızların yanından geçerken bükülmelerinden kaynaklanan hayaletimsi ışık halkalarının kanıtını fotoğrafladı. bundan 1 yıl önce, california teknoloji enstitüsünde, britanyalı astronom richard massey tarafından görevlendirilen bilim insanları, galaksiler ve galaksi demetlerini bir arada tuttuğunun kanıtı olan karanlık maddenin 3 boyutlu ilk haritasını yayınladılar,

    karanlık madde büyük ihtimalle -sadece evrenin kayıp kütlelerini açıklamayan- çeşitli görünmez parçacıklardan oluşmuştur fakat bilimdeki en derin gizemlere ışık tutmaktadır.

    bazı karanlık madde parçacıkları sıradan maddelerin neden radyoaktif olmadıklarını açıklayabilirken diğerleri zamanın neden hep ileri aktığı-bildiğimiz kadarıyla- konusunda yardımcı olabilir.

    "asıl etki, psikolojik, bu bakımdan yeni tür fizik araştırmalarına yaklaştığımızı gösteriyor. evrenin özelliklerine uyum sağlayan yeni parçacık ailelerinin olduğunu biliyoruz" diye ekledi gilmore.

    neden zaman sadece tek bir yönde ilerler gizemini açıklayıcılığa kavuşturan savlardan biri karanlık madde parçacığıdır. birçok bilim insanı karanlık madde parçacıklarının, evrendeki her tür parçacığın kendinden daha ağır bir ikizi ile eş olduğu süper simetri teorisinin kanıtı olacağına inanıyor. süper simetri teorisi için kanıt bulmak, isviçre'deki cern araştırma merkezinde bulnan hadron çarpıştırıcısının temel amaçlarından biridir.

    karanlık madde parçacıkları olağandışıdır çünkü cisim içerisinden orda olmasalar da geçerler. bu ilgisiz-uzakta duran- doğaları bilim adamları tarafından onlara zayıfça karşılıklı etkileşen masif parçacıklar olarak adlandırılmıştır. bunların büyük miktarının dünya üzerinde ve herkesin üzerinde daimi olarak güneş sistemimizin galaksimiz etrafında döndüğü gibi hareket ettiği düşünülüyor.

    soudan madeni'ndeki dedektörler uzaydan dünyaya yapılan hertürlü parçacık bombardımana karşı, koruma oluşturması için yeraltına gömülmüştür. karanlık maddeyi tespit edebilmek için, bilim insanları çok nadir bir olay olsa da, karanlık maddenin dedektördeki atom çekirdeğine çarpmasını ve titreştirmesini beklemek zorundadır.

    bauer, daha fazla karanlık maddenin araştırılması için madendeki dedektörlerin güncelleneceğini iletti.

    http://www.guardian.co.uk/…/17/dark-matter-detected adresinden alıntılanıp türkçe'ye çevrilmiştir.

    edit: enrico fermi düzeltmesi içi klogg' a teşekkür ederim.
  • bilim adamlarini hmm ulan
    evrenin kilosu bu ama ortada gorunen
    sadece 10 da 1 aceba bunun gerisi
    goremedigimiz bi yerlerdemi
    yoksa direk kendisi karanlik filan
    ondan goremiyoruz
    diye dusunduren olay
  • yeni bir haber:

    karanlık madde teorisinde devrim!

    evren karanlık madde ile kaplı. kimse içeriğinde ne olduğunu bilmiyor. oslo üniversitesi'nden araştırmacılar bu sorunu bir kere ve kökünden, tamamiyle çözebilecek bir matematiksel açıklama keşfettiler!

    astrofizikçiler, son 80 yıldır, evren'in karanlık madde adı verilen bilinmeyen bir maddeyle kaplı olduğunu biliyorlardı. artık bu maddenin gizemi çözülüyor olabilir.

    oslo üniversitesi fizik bölümü araştırmacılarından doç. dr. ave raklev, apollon dergisine verdiği röportajda şöyle bir betimleme yapıyor:

    "karanlık maddeyi açıklamak için elimizde olan parçacık ahırımıza yeni bir üye katmaya çalışıyoruz. bunun çok egzotik bir canavar olduğunu biliyoruz. ve sonunda mantıklı bir açıklama yapmış olabiliriz."

    üniversitenin en parlak astroparçacık fizikçilerinden olan raklev, görünmez olan bu parçacıkların deneysel olarak nasıl gözlenebileceğine dair bir model geliştirdi.

    her ne kadar karanlık madde görünmez olsa da, astrofizikçiler onun var olduğunu biliyorlar. karanlık madde olmaksızın, günümüzde var olan, görülebilir maddelerin uzayda asılı durmalarını açıklamak imkansız olmaktadır.

    80 yıllık mücadele

    dünyaca ünlü isviçreli fizikçi fritz zwicky, daha 1930’lu yıllarda karanlık maddenin neye benzediğine dair spekülasyonlar geliştirmekteydi. ondan sonra gelen astrofizikçiler, evren'in %80 civarının karanlık, görünmez bir maddeden oluştuğunu hesapladılar. kütleçekimi sayesinde bu karanlık madde de, normal maddeler gibi birbirine yapışık kalabiliyor. aynı zamanda karanlık madde, yıldızların günümüzde gözlediğimiz hareketlerini nasıl yaptıklarını da açıklıyor. galaksilerin kendi etraflarında dönme hızını da tam olarak açıklayabiliyor. bu yüzden çok başarılı bir teori olarak görülüyor. raklev, konuyla ilgili şunları söylüyor:

    "her ne kadar evrende ne kadar karanlık madde olduğunu biliyor olsak da, karanlık maddenin ne olduğuna dair çok az bilgimiz var. karanlık madde içerisindeki parçacıklar ya çok ağır olmalı ya da sayıca çok fazla olmalılar. nötrinolar, karanlık maddenin tüm gerekliliklerini yerine getiriyorlar. fakat bir sorun var: gerekenden çok daha düşük kütleye sahipler."

    are raklev şu anda karanlık maddenin gravitino isimli parçacıklardan oluştuğunu ispatlamaya çalışıyor. bu, yıllardan beri haksız bir şekilde davranılan bir parçacık türü.

    peki bu gravitinolar tam olarak nedir? sıkı tutunun: gravitinolar, gravitonların süpersimetrik eşi. daha net anlatmak gerekirse:

    "gravitino da, -şimdilik- varsayımsal bir parçacık olan gravitonun varsayımsal süpersimetrik eşi, dolayısıyla bundan daha varsayımsal bir parçacığı hayal etmek bile mümkün değil." diyerek gülüyor raklev.

    tüm bunları anlayabilmek için, birkaç adım geri atmak gerekiyor:

    adım 1: süpersimetri

    fizikçiler, doğanın süpersimetrik olup olmadığını anlamak istiyorlar. süpersimetri, madde ile kuvvetler arasındaki simetri demektir. her bir elektron ve kuarka karşılık gelen daha ağır ve süpersimetrik bir parçacık bulunmaktadır. süpersimetrik parçacıklar, büyük patlama'dan hemen sonraki anda var olmuşlardır. eğer bunlardan bir kısmı bugüne kadar varlığını koruduysa, karanlık madde de bunlardan oluşuyor olabilir.

    apollon dergisinin de aktardığı gibi, bir gravitinonun süpersimetrik eşi gravitondur.

    "tıpkı bir fotonun, yani bir ışık parçacığının, elektromanyetik kuvveti taşıması gibi, graviton da kütleçekimi kuvvetini taşımakta olduğunu düşünüyoruz. gravitonların hiç kütlesi olmamasına rağmen, gravitinonun çok ciddi bir kütlesi bulunmalıdır. eğer doğa süpersimetrikse ve gravitonlar varsa, gravitinolar da olmalıdır. bunun tam tersi de geçerlidir. bu, saf matematiktir."

    fakat burada ufak bir "ama" var. fizikçiler, doğanın tüm kuvvetlerini bir arada toplayamadıkça, gravitinolar ve gravitonlar arasındaki ilişkiyi gösteremiyorlar.

    adım 2: doğanın kuvvetleri

    fizikçilerin çok uzun zamandan beridir yapmaya çalıştıkları bir şey, doğadaki bütün kuvvetleri tek bir teori altında açıklayabilmektir. geçen yüzyılın ortalarında, fizikçiler elektrik ve manyetizmanın aynı doğanın tek bir kuvvetlerinin farklı parçaları olduğunu fark ettiler. o zamandan beri bu kuvvete "elektromanyetizma" deniyor. doğanın diğer iki kuvveti "güçlü nükleer kuvvet" ve "zayıf nükleer kuvvet". zayıf nükleer kuvvet, cisimlerin içerisinde, radyoaktivite olarak görülebilir. güçlü nükleer kuvvet ise bundan on milyar kat daha güçlüdür ve nötronlar ile protonları birbirine bağlar.

    1970lerde güçlü nükleer kuvvet ve zayıf nükleer kuvvet, standart model adı verilen bir kuram altında elektromanyetizma ile birleştirildi.

    doğanın dördüncü kuvveti ise kütleçekimidir. her ne kadar merdivenden düşmek inanılmaz acı verici olsa da, esasında kütleçekimi en zayıf kuvvettir.

    problem şu ki; bilim insanları henüz kütleçekimini diğer kuvvetlerle birleştiren bir teori geliştiremediler. fizikçilerin bunu başardığı gün, doğayı eşsiz bir biçimde anlamayı başaracağız. parçacıklar arasında hayal edilebilecek her türlü etkileşimi açıklayabilmeye başlayacağız. fizikçiler buna her şeyin teorisi adını vermektedirler.

    "kütleçekim kuvvetini diğer kuvvetlerle birleştirebilmek için, kütleçekimini kuantum teorisi altında anlamamız gerekmektedir. bu da, atom çekirdeği içerisinde graviton parçacığını barındıran bir teori geliştirmemizi gerektirmektedir."

    araştırmacılar şimdi hem süpersimetrinin, hem de her şeyin teorisinin izlerini arıyorlar. bu yolda gravitonun keşfi inanılmaz büyük bir adım olacaktır.

    karanlık madde ortaya çıkıyor

    okurlarımızın anlayabileceği üzere karanlık maddeyi çalışmak gerçekten çok zordur. bildiğimiz dünyevi parçacıkların hiçbiriyle elektromanyetik bir etkileşime girmemektedir. karanlık maddenin bir örneği, daha önceden bahsettiğimiz nötrinodur. ne yazık ki nötrinolar, karanlık maddenin önemsenmeyecek kadar küçük bir kısmını oluşturmaktadırlar.

    her ne kadar karanlık maddeyi gözlemek henüz imkansız olsa da, birkaç milyar nötrino her saniye vücudunuzu delip geçmektedir. ancak hızları bir şekilde sınırlıdır. bu parçacıklar, güneş sistemimizin galaksimiz içerisindeki hareketiyle aynı hızda hareket ederler. bu da, saniyede 400 kilometrelik bir hıza eşdeğerdir.

    "diğer parçacıklarla elektromanyetik etkileşime girmemelerinden ötürü bu parçacıklar vücudumuzdan hiçbir ölçüm aracıyla fark edilemeyecek bir şekilde geçip giderler. işte burada süpersimetri devreye girmektedir. eğer süpersimetri doğruysa, fizikçiler evrende neden karanlık maddenin var olduğunu açıklayabileceklerdir. işte bu da benim mesleğimin eğlenceli tarafı."

    bunları diyerek gülen raklev, gravitinolarla ilgili konuya dönüyor:

    "süpersimetri her şeyi basitleştiriyor. eğer her şeyin teorisi gerçekse, bir diğer deyişle eğer doğanın dört kuvvetini birbirine bağlamak mümkünse, o zaman gravitinolar var olmak zorundadır."

    gravitinoların büyük patlama'dan hemen sonra var olmalarıyla ilgili olaraksa şunları söylüyor:

    "büyük patlama'dan sonra, patlamanın etkisiyle bir parçacık çorbası oluştu. güçlü nükleer kuvvetin sorumlusu olan gluon isimli parçacıklar diğer gluonlarla çarpışarak gravitinoları yarattı. bu yüzden büyük patlama'dan sonra çok sayıda gravitino var oldu. bu evrede, evren halen plazma fazındaydı. dolayısıyla gravitinoların neden var olduğuıyla ilgili bir açıklamamız var."

    değişen ömür

    fizikçiler bugüne kadar gravitinoları bir problem olarak görmekteydi. süpersimetrinin işe yaramadığını, çünkü çok fazla sayıda gravitino olduğunu düşünmekteydiler.

    "bu sebeple fizikçiler, gravitinoları modellerinden atmak zorunda kaldılar. öte yandan biz ise, süpersimetri modelini karanlık madde modeliyle birleştiren ama buna gravitinoları da dahil eden bir açıklama bulduk. eğer karanlık madde dengeli değilse ancak çok uzun ömürlüyse, karanlık maddenin nasıl gravitinoları barındırdığı da açıklanabilir."

    eski modellerde karanlık madde hep sonsuz ömürlü olarak düşünülmekteydi. bu yüzden gravitinolar süpersimetri modelinin hep rahatsızlık verici bir parçası olmaktaydı. raklev'in yeni modelinde artık ömürleri sonsuz değil. buna rağmen gravitinoların ömrüleri halen çok uzun, öyle ki evrenin ömründen bile uzun.

    ancak sonsuz bir ömür ile 15 milyar yıldan uzun bir ömür arasında çok ciddi farklılıklar var. sınırlı ömre sahip olan gravitinolar, diğer parçacıklara dönüştürülebilir olmak zorundalar. işte bu dönüşüm etkisi ise ölçülebilirdir. ve bu dönüşüm, modeli açıklamaktadır.

    "karanlık maddenin çoğunun gravitinolardan oluştuğunu düşünüyoruz. açıklama, çok ağır bir matematik içerisinde yatıyor. bu özel teorilerin sonuçlarını hesaplayan özel modeller geliştiriyoruz ve bu parçacıkların deneylerde nasıl gözlenebileceğini tahmin ediyoruz."

    ölçümler yolda

    araştırmacılar şu anda isviçre cenevre'de bulunan cern deneylerinde bu parçacıkların neden görülmediğini açıklamaya ve yeni deneyler geliştirmeye çalışıyorlar.

    "diğer yandan, bunları bir uzay probu ile gözlemek teorik olarak mümkün."

    gravitinoları gözlemenin en kolay yolu, evrende parçacıkların birbirleriyle çarpıştıklarında ve foton veya antimadde gibi parçacıklar ürettiklerinde olanları gözlemek. her ne kadar bu çarpışmalar çok nadir olsa da, evrende o kadar çok miktarda karanlık madde var ki, bu çarpışmaların sonucunda ciddi miktarda foton elde edilebilir.

    büyük bir sorun var: gravitonlar birbiriyle çarpışmıyorlar.

    "en azından bu o kadar nadir oluyor ki, onları gözlemeyi umamıyoruz bile."

    yine de umut var

    "şanslıyız ki gravitinolar yüzde yüz kararlı değiller. bir noktadan sonra başka bir şeye dönüşüyorlar. biz de bu dönüşüm sonrasında oluşan sinyallere bakarak tahminlerde bulunabiliriz. dönüşüm, küçük bir elektromanyetik dalga gönderecektir. buna, gama ışını da denir."

    nasa'nın fermi-lat uzay probu şu anda gama ışınlarını ölçmektedir. küçük bir araştırma grubu, şu anda verileri analiz etmektedir.

    "şimdiye kadar sadece gürültü gördük. fakat bir grup araştırmacı, galaksimizin merkezinden gelen bir gama ışını fazlalılığı tespit ettiklerini iddia ediyorlar. gözlemleri, modellerimize uyabilir."

    çeviren ve hazırlayan: çmb (evrim ağacı)
  • evrende görebildiğimiz kütle ile galaksilerin kendi etraflarında dönüş hızlarının tutmaması sonucu ortaya atılmış bir hipotez. şimdi iki taraftan gelen veri de sağlam, yani hangi yıldızların ne kadar ışık yayacağı, kütlesi vs iyi şekilde biliniyor, aynı şekilde galaksi kütleleri, görünür hızları vs. de sağlam bunların tutarlı olabilmesi için tek yol evrende görebildiğimizin beş katı fazla kütle olması.

    bunun olabilmesinin iki yolu var, ya bilmediğimiz bir fizik sonucu kararlı hale gelen ama pek ışık saçmaya yanaşmayan yıldızımsı objelerden bol bol bulunması, buna kompakt kütleli halo nesne (massive compact halo object ya da kısaca macho) senaryosu deniliyor. diğer olasılık ise yine ne olduğunu tam bilmediğimiz, etrafımızdaki madde ile hiç etkileşime girmeden içimizden vızır vızır geçip duran ama toplam yerçekimine ciddi bir katkıda bulunan zayıf etkileşimli parçacık (weakly interacting massive particle ya da kısaca wimp) senaryosu. ingilizce macho maço, wimp de kılıbık demek olduğundan astrofizikçilerin ne derece geyik insanlar oluğunu da öğrendik bu arada.

    şimdi macho senaryosu pek mümkün görünmüyor, kimsenin bu kadar çok kütleyi bir araya toplayıp yıldız yapmak için iyi bir fikri yok, başka problemler de var. o yüzden pek çok fizikçi ortada bol bol bulunup pek etkileşime geçmeyen temel bir parçacık bulunduğunu düşünüyor. düşünmekle kalmayıp bunu tespit etmek için dedektör yapıyor. bu aletleri kurup bekliyorsunuz, 'aha parçacık' diye bağrınca alet, neymiş kütlesi hızı vs. diye bakıyorsunuz. genelde alelade proton, bilemedin nötrinö çıkıyor, daha iyi bir karanlık madde namzeti wimp gören olmadı. bu arada nötrinolar da wimp amma velakin karanlık maddeyi açıklamak için ne yeterince çok nötrino var ne de yeterince ağırlar. teorik olarak öngörülüp de henüz bulunmamış parçacıklardan axion en iyi aday diyorlar, ben hesabını yapmadım.

    gelelim iki üç yılda bir tekrarlayan 'karanlık madde bulundu!' şenliklerine. bunun 2013 versiyonu bugünlerde başlamak üzere. alpha magnetic spectrometer diye üç milyar dolarlık bir alet gönderildi uzaya, onun ilk sonuçları bir iki hafta içinde yayınlanacak, dark matter buldular dedikoduları gazetelere bile düşmüş durumda. bilimsel verilerin adam gibi incelemeye tabii tutulmadan böyle basına malzeme olmasına çok kıl oluyorum, efendi gibi makaleyi yazın sonra yaptırın haberi. tabii üç milyar doları toplayabilmek için mümkün olduğunca çok kamuoyu desteği lazım, ama neredeyse şaklabanlığa döndü olay.

    neyse hakkaten iyi bir aday bulunduysa bir iki haftaya gazetelerde okuruz. (sonra yanlış çıkarsa ondan anca fizikçilerin haberi olur). eğer buldukları enerji lhc'de test edilebilecek bölgedeyse tadından yenmez bir de o var.

    haftalar sonra gelen edit: ilgili makale yayınlandı, bi halt görmemişler daha ekstradan pozitron görmüşler, daha önceden de bilinen bir durum, dağılabiliriz.
  • evrenin sitoplazmasıdır.
  • karanlık madde, adı itibarıyla karanlık bir şey. aslında pek karanlık değil ama, biraz da amerikan kültürü gereği bu isimle anılıyor. tuhaf ve türk basınına göre, gördükleri her şeyde şaşkınlığa düşen amerikalı gökbilimciler, tanımlayamadıkları bir şeyle karşılaştıklarında; hemen ona “dark”, yani “karanlık” sıfatını eklemeyi pek seviyorlar. ondan öyle, yoksa karanlık ya da aydınlık söz konusu değil. sadece, henüz göremedik kendilerini…

    peki, bu karanlık madde fikri nereden çıktı?

    birkaç yüz yıldır, kepler ve newton sayesinde gökcisimlerinin yörüngelerini ve yörünge hareketlerini ölçümleyip tahmin edebiliyoruz. bunun bir yığın rakamsal yazılımı, formülü vs mevcut. tabi, burada bunlara girecek halimiz yok. dolayısıyla, bu matematiksel modeller sayesinde; herhangi bir gökcisminin, herhangi başka bir gökcismi ile etkileşimi sonucu yörüngesini ve yörünge hızını rahatlıkla belirleyebildiğimiz bilmek yeterli. ama yine de, bir özet geçeyim:

    kütlesini bildiğimiz büyük bir cismin çevresinde dönen başka gökcisimleri düşünün, mesela güneş’i ve çevresindeki gezegenleri. bu gezegenlerin daha yakın yörüngeye sahip olanları hızlı, daha uzakta olanları ise yavaş bir yörünge hızına sahiptir. örneğin, merkür gezegeni güneşin çevresinde fenafillah bir hızla dönerken, bizim pluton veya neptün hiç acelesi yokmuş gibi ağır ağır dönerler. bunun da tüm sebebi, uzak cisimlerin kütleçekimsel nedenlerle (açısal momentum vs gibi süslü anlatımları var) daha yavaş dönmeleri gerektiği. matematiksel olarak; “dolanma süresinin karesinin, çevresinde döndüğü cisme uzaklığının üçüncü kuvvetine oranı” gibi acayip de bir formülasyonu var.

    newton’un ve einstein’ın kütleçekim formüllerini kullanarak gökcisimlerinin birbirleri çevresinde nasıl bir yörünge izleyebileceğini kesin biçimde saptayabiliyoruz.
    şimdiye kadar çevremizdeki gökcisimleri üzerine yaptığımız tüm gözlemler ve hesaplamalar, bu formülasyonun, yani newton kanunları’nın kesinlikle doğru olduğunu gösteriyor. bizler bu sayede uzaya uydular gönderebiliyor ve diğer gezegenleri ziyaret edebiliyoruz. göktaşlarının ve kuyruklu yıldızların yörüngelerini hesaplayabiliyor ve zamanı doğru olarak ölçebiliyoruz. şimdiye kadar bunun aksi bir durumla karşılaşmadık.

    şimdi üzerinde konuştuğumuz boyutları büyütelim:

    galaksimiz samanyolu’nun içerdiği yıldızlar, gezegenler gaz ve toz, yani özetle kütlesi, merkez bölgesine doğru yoğunlaşır. galaksideki güneş de dahil, yaklaşık 400 milyar yıldız, bu kütle merkezi çevresinde dönerler. o halde şunu rahatlıkla söyleyebiliriz:

    “samanyolu’nun merkezine yakın yıldızlar hızlı, uzak olanlar ise daha yavaş hızlarda dönüyorlar”

    değil işte, söyleyemiyoruz…

    gözlemler gösteriyor ki, samanyolu’nun merkezindeki yıldızların dönüş hızı, daha uzaktakilerden yavaş. yani bu durum, bildiğimiz newton yasalarına aykırı. “lan bi sorun mu var hesaplarımızda?” veya “göreli” durumlar mı söz konusu diye hemen einstein’ın kütleçekim hesaplarına başvuruyoruz ama ı ıh! einstein denklemlerine göre hesapladığımızda bile, ortada bir sorun var. uzak yıldızların daha yavaş dönmesi lazım ama bunlar maşallah, fişek gibi hızlara sahip yörüngelerde dolanıyorlar.

    aslında bütün “sorun”, galaksimizde yer alan yıldızların olması gerekenden daha hızlı dolandığının hesaplanmasıyla ortaya çıktı.
    samanyolu’nun “görünen” kütlesini, göremediklerimizi de içine katarak hesapladığımızda yıldızların dönüş hızında bir sorun var. sanki, bu hızı etkileyen bir şey söz konusu. öyle ki, bazı yıldızların dönüş hızlarına baktığımızda, samanyolu’nu terkedip gitmelerini gerektirecek kadar hızlı olduklarını görüyoruz. o kadar hızlılar ki, samanyolu’nun hesapladığımız kütlesi, bu yıldızları yörüngelerinde tutmaya yeterli değil.

    o halde elimizde iki seçenek var: ya biz samanyolu’nun kütlesini ve kütle dağılımını yanlış ölçüyoruz, yahut einstein ve newton’un kütleçekim kuramları yanlış. fakat daha önce söylediğim gibi, biz bu kuramların doğru olduğun güneş sistemi ve yakın çevresineki yıldızların hareketlerini ölçümleyerek doğruladık, bunlar hakkında en ufak bir şüphemiz dahi yok. yani bu yasalar yanlış olamaz. mecburen halde geriye tek seçenek kalıyor; samanyolu’nun kütlesini doğru ölçemiyoruz!

    karanlık maddenin var olması gerektiğini ilk farkeden astronom; vera rubin.
    tabi yılmadık… samanyolu’nun kütlesini tekrar tekrar, defalarca ölçümledik. sonuç aynı çıktı; görebildiğimiz samanyolu kütlesi, yıldızların bu anlamsız hareketlerini açıklamaya izin vermiyor. geriye kalan tek seçenek, samanyolu dahilinde bizim göremediğimiz (daha doğrusu elimizdeki gözlem araçlarının belirleyemediği) bir “kütle” daha mevcut. tüm samanyolu’nu kaplayan bu madde, yıldızların yörünge hareketlerini etkiliyor. üstelik, bu etkiyi yaratabilmesi için bilmediğimiz bu maddenin miktarının, samanyolu’ndaki “toplam” maddenin %90’ı kadar olması gerekiyor. daha başka bir ifadeyle, biz onca uğraşımıza rağmen samanyolu’ndaki toplam kütlenin sadece %10’unu hesaplayabilmişiz. kalan %90’ını göremiyoruz.

    oldu mu şimdi, samanyolu’nun %90’ının bilinmeyen, “karanlık” bir maddeden oluşması? olmadı tabi, çünkü bu maddeyi hiçbir şekilde göremiyoruz. göremiyoruz ama, kütleçekim ölçümleri karanlık maddenin samanyolu’nun %90’ını oluşturması gerektiği fikrini bize dikte ediyor. artık elimiz mahkum, samanyolu’nda göremediğimiz çok büyük miktarda maddenin homojen olmayan bir biçimde varlığını kabul etmek zorundayız.

    uzak galaksi kümelerinin oluşturdukları kütleçekim mercek etkisi, hesapladığımız “maddesel” kütlelerine oranla olması gerekenden çok daha fazla görünüyor.
    dahası var, uzak galaksileri (daha doğrusu galaksi kümelerini) gözlemlediğimizde, bu galaksilerin hareketlerinin ve oluşan “kütleçekimsel mercek” etkilerinin de karanlık maddeyi hesaba katmadan açıklanamadığını farkediyoruz. demek ki, gözlemleyebildiğimiz evrenin büyük çoğunluğu; göremediğimiz bu karanlık maddeden oluşuyor.

    artık buna eminiz. eğer, “hayır” dersek, newton ve einstein fiziğini bir kenara atmak zorundayız. böyle bir şey de mümkün değil şu an için.

    peki bu karanlık, göremediğimiz madde “ne”den müteşekkil?

    işte bunu bilmiyoruz. aslında elimizde birkaç “fail” var. nötrino’lar mesela. bunlar hemen hemen maddeyle hiçbir şekilde etkileşmeyen, yani görünmesi çok zor parçacıklar. fakat nötrinoları ölçümlemek o kadar zor ki, karanlık maddenin faili olup olmadıklarını anlamamız çok zor. üstelik, hesaplarımıza göre “olması gereken” nötrino miktarı “şu anki bilgimizle” karanlık madde için çok ama çok yetersiz kalıyor.

    yine, bazı ağır atomaltı parçacıklar ve gözlemlenmesi “biraz zor” olan kırmızı cüce yıldızlar veya kahverengi cüceler de karanlık madde için aday. ayrıca, kahverengi cüce dahi olamamış jüpiter büyüklüğünde gökcisimleri de adaylar arasında. buna, göremediğimiz gaz ve toz miktarının da ekleyebiliriz. tüm bunlara rağmen olmuyor işte, hiçbiri bu devasa karanlık madde miktarını açıklamaya yetmiyor.

    göremediğimiz bir şeyler var: hayatında “cam” görmemiş birinin, tıpkı bir pencere camının yerinde boşluk olduğunu sanması gibi bir şey aslında bu. evrende, “bildiğimiz” tüm ışınımı geçiren “cam” gibi bir madde mevcut. o halde, onu görememiz, sadece kütleçekim etkisini farkedebilmemiz normal.

    tüm bunlara rağmen o kadar da çaresiz değiliz bu konuda. bazı açıklamalar da yok değil. örneğin, geçtiğimiz dönemlerde küreresel yıldız kümeleri üzerine yapılan bazı araştırmalar; bu kümelerde göremeyeceğimiz kadar soluk yıldızların varlığını ortaya çıkardı. öyle ki, bu yıldızların miktarı, küresel kümelerdeki yıldızların ancak karanlık madde ile izah edilebilen hareketlerini açıklama imkanına kavuşmamıza neden oldu. yani, “bazı” küçük ölçeklerde, bazı sorunları karanlık madde olmadan artık izah edebiliyoruz. fakat bunu, samanyolu ve diğer galaksiler gibi büyük ölçeklerde henüz yapamıyoruz. eğer samanyolu ölçeğinde bu açıklamayı tıpkı küresel kümelerde olduğu gibi yapabilirsek, karanlık madde varsayımına gerek kalmayacak. bunu başarabilecek kişi veya ekip de nobel ödülünü kapacağı gibi, yüzyılın en saygı duyulan astronomları arasına girip, tarih ve ders kitaplarında en az iki bin yıl adının anılmasını garantileyecek…

    fakat bunu yapamazsak, karanlık maddeyi oluşturan yapıyı aramayı biraz daha sürdüreceğimiz açık…

    zafer emecan
    http://www.kozmikanafor.com/…dir-bu-karanlik-madde/
  • "karanlık maddeyi 'karanlık' olarak adlandırmak onun renginin değil bizim cahilliğimizin göstergesidir."

    through the wormhole adlı belgeselden.
  • küçük ölçekteki karanlık maddelerin ne olduğu bilinmektedir. hadi galaksi ölçeğindekileri de nötron yıldızı olarak geçiştirdin diyelim. asıl sorun süper galaksi kümeleri ölçeğindeki karanlık maddelerin ne olduğudur. peki karanlık madde teorisi nasıl ortaya atılmıştır? her şey einstein'in evrenin statik bir halde olduğuna dair iddiasıyla ortaya çıktı. önce kozmolojik sabit ortaya atıldı, sonra hubble'ın evrenin genişlediğini keşfetmesi einstein'ı zora soktu. sonra vazgeçti bu teoriden. ne var ki yıllar sonra uzayın statik olması için gereken kritik yoğunluk hesaplandığında ortaya büyük bir kütle açığı ortaya çıkıyor. işte karanlık madde budur.

    güneş'in kütle/ışıma gücü oranını, çevresindeki yıldızların kütle/ışıma gücü oranı ile karşılaştıralım:

    g>1 olduğundan dolayı güneş'in m/l'si çevresindeki yıldızların m/l'sinden büyüktür. bu da çevredeki yıldızların güneş'e oranla daha etkisiz yıldızlar olduğunu ve evrimlerinin sonucunda ışık saçmayan birer gökcisimlerine dönüşeceğini gösterir. çevremizde bunun gibi binlerce cisim olduğu düşünülüyor. küçük ölçekteki karanlık maddeler bunlardır.

    fakat galaksi kümeleri boyutunda olayı incelediğimizde m/l oranı 300'lere fırlıyor. yani ortada devasa bir kütle fazlalığı var. bu kütle fazlalığını kapatacak bir delikanlı lazım. işte bu karanlık maddenin ne olduğu halen belirsiz.

    olasılıkları inceleyelim;

    nötron yıldızları: güneş'ten büyük yıldızların evrimleri sonucu kırmızı süperdev, sonra da büzülemeden patlamalarının sonucu süpernova patlamaları olduğunu biliyoruz. şimdi bu süpernova patlaması dediğimiz olay madde saçılımı en nihayetinde. bu maddelerin arasında kalan dünya büyüklüğündeki cisim ise, atomlar arası boşluğunu kaybetmiş, tüm protonların elektronlar ile birleştiği bir nötron yıldızıdır. atomlararasında boşluk olmadığı için cm^3 başına bilmem kaç bin ton kütle düşmektedir. dolayısıyla çok ağırlardır. bunlar da etkileşimler sonucu pulsarlara dönüşmektedir. ne var ki karanlık madde olmak için çok uygun bir adaylarken birden deniz feneri misali ışık saçan cisimlere döndüler.

    wimp'ler (weakly interacted massive particul): mini minnacık küçücük ufacık parçacıklardır. bunlara en iyi teorik örnek fotino'dur mesela.

    - fotino'lar: arkadaşlar henüz varlıkları ispatlanamamış bir nevi karşıt parçacıklardır. proton kadar bir kütleye sahip ama çok çok düşük etkileşimlere sahiplerdir. bunlardan galakside bolca oldukları düşünülmektedir. fakat baryon kökenli karanlık maddeler kapsamında var olmaları durumunda evren kritik yoğunluğa ulaşacağından dolayı karanlık madde oldukları sanılmamaktadır.

    - nötrino'lar: bunlar en başta kütlesizdi, sonradan çok çok ufak bir kütleleri bulundu. şimdi ışık hızından hızlı olduğuna dair bazı deneyler yapılıyor. kütleleri çok çok küçük olmasına rağmen bir araya gelseler bile karanlık madde gibi evrenin %95'ini kaplayan bir kütleye sahip olamıyorlar.

    macho'lar (massive compact halo objects): bunlarda wimp'lerin aksine galaksilerin halelerinde bulunan cisimlerdir. galaksi halelerinde en fazla kahverengi cüce ve karadelik olarak bulunurlar:

    - karadelikler: schwarzschild yarıçapına yaklaşan her cismi yutmakla mükellef bu amcalarımız devasa yıldızların büzüm büzüm büzülmeleri sonucu ortaya çıkarlar. galaksilerin bulge denilen merkezlerinde olduğu düşünülüyor. bunların dışında galakside diskin üzerinde çeşitli yerlerde de bulunabilirler. doğaları gereği karanlık olmalarından dolayı karanlık madde olmaya çok yaklaşmışlardır ama karadelikler işin içine girdiğinde hesaplamalar karışıyor. kütle hesaplayamıyorsun bir kere, adam yutuyor her şeyi.

    - kahverengi cüce'ler: bunlar yıldız oluşumu esnasında tutunamayan loser yıldızlar. ne var ki içlerindeki hidrojen ve helyum, yanmaya başlayacak kadar füzyon tepkimeleri devam etmiyor. bunlar da öyle kuruyup kalıyorlar. işte küçük ölçekteki karanlık maddelerin bunlardan olabileceği ihtimali çok yüksek. ama galaksinin halesinde bulunan karanlık madde? belki, ama yine de yetersiz kalıyorlar.