Karanlık madde ve karanlık enerji nedir?

Aslında evrenin büyük bir kısmını oluşturan kısım madde degil, enerji.

22 Ekim’de Karanlık Enerji Spektroskopik Enstrümanı (DESI) ilk ışığı almasıyla beraber tanımlamaya başladığımız, bir tür enerji. Bu enerji türünü tanımlarsak, evrenin neden böyle olduğuna dair bize yardım etmesini bekliyoruz.

Lakin aynısını karanlık madde için söylemeyiz. Çünkü karanlık madde şu anlık laftan öteye geçemiyor.

djgozlerifacali dedi:

"@Jira Sosyal'in bilgesi"

Genişletmek için tıkla...

Hava kuvvetleri komutanı. )))
Resmi var mı karanlık madde veya enerjinin ve ne olduğunu bilmeden olduğuna nasıl karar vermişler?

Kaynak mı istiyorsunuz yoksa basit ve anlaşılır bir dille açıklanmasını mı istiyorsunuz? Eğer tercihiniz kaynak ise; Türkçe kaynak mı istiyorsunuz yoksa İngilizce kaynak mı istiyorsunuz?

Güneş sistemimizi bir arada tutan bir güç var bu da kütle çekim böylece yörüngeler oluşur. Ama aynı şey galaksiler arasındaki uzayda da görülmekte bu enerjiye karanlık enerji ve sağlayan şeye de karanlık madde diyorlar ne olduğu bilinmediği için. Her saniye ve her gün bu enerji içimizden geçip gidiyor.

Dostum agresif olmak istemem ama bahsettiğin şey baştan sona yanlış. Ben en iyisi ufaktan ufaktan açıklamaya başlayayım.

1960 - 1990 yılları arası, bir çok astronomik gelişmenin cereyan ettiği fantastik bir dönemdi. Amerika Birleşik Devletleri ile Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği arasında kıyasıya bir uzay yarışı devam etmekteydi ve her ne kadar medyaya farklı yansısa da, o zamanlar bu yarışı Sovyetler Birliği kazanıyordu. Amerika Birleşik Devletleri'nin bu kaybedilen rekabete iki tane tepkisi oldu.

1- 1969 yılında Neil Armstrong'un Ay'a ayak basması.
2. 1964 yılında oluşturulan astronomi tarihindeki ilk Decadal Survey olma özelliği olan 10 yıllık eylem raporu ki bizim bugünkü konumuz da bununla ilgilidir.

Decadal Survey, Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi'nin Astronomi ve Astrofizik alanında geliştirdiği 10 yıllık stratejileri, operasyonları ve hedefleri açıklayan ifadedir. 1964 yılından beri Nasa'nın yol haritası olma görevini üstlenirler. Bugüne kadar yapılmış toplam 7 tane eylem planı vardır.

1- Ground-Based Astronomy - A Ten-Year Program - 1964 raporuyla,
2- Astronomy and Astrophysics for the 1970s - 1972 raporuyla, (Hubble Uzay Teleskobun'un doğuşu)
3- Astronomy and Astrophysics for the 1980s - 1982 raporuyla, (Chandra Uzay Teleskobu'nun doğuşu
4- Decade of Discovery in Astronomy and Astrophysics - 1991 raporuyla, (Spitzer Uzay Teleskobu'nun doğuşu)
5- Astronomy and Astrophysics in the New Millennium- 2001 raporuyla, (James Webb Uzay Teleskobunun doğuşu)
6- New Horizons in Astronomy and Astrophysics - 2010 raporuyla (WFirst Uzay Teleskobunun Doğuşu)
7- Astro 2020 - 2019 raporuyla 4 aday proje (Lynx, Habex, Origins, Luvoir) gerçeklik kazanmıştır.

İşte Ulusal Bilimler Akademisi bu 10 yıllık eylem planları vasıtasıyla Nasa'yı yönlendirmekte. Bizim burada bahsedeceğimiz ise 1964 yılında yayınlanan ilk eylem planı. Adı üstünde, "Ground-Based Astronomy" olduğundan ötürü diğer teleskopların aksine yer teleskopları odaklı bir eylem planı olduğunu anlamışsınızdır. İşte bu yer teleskoplarından kasıt aslında Radyo Astronomi yani radyo dalgalarını kullanarak gökcisimlerini ve uzayda yaşanan olayları gözlemleme. Çünkü adyo dalgalarının gözlem yapmada büyük bir avantajı var; toz ve gazdan minimum oranda etkilendiği için önümüzü kapatan engellere rağmen radyo astronomi sayesinde uzaktaki cisimleri gözlemleyebiliyoruz (Çok basit anlatım oldu, idare edin).

O dönemde (1960'lar) radyo dalgaları sayesinde Jüpiter'in manyetik alanı, Venüs'ün asmosferi ve yüzeyi, Güneş'in atmosferi sayılan Korona tabakası gözlenmişti. Radyo astronomi emekleme aşamasından çıkıp kullanışlı bir teknoloji haline gelmişti. Bundan dolayı da bilim insanları hedef büyütmeye başladılar. İlk hedef kuasarlar gibi büyük gökcisimleriydi. 1960'lar bilim dünyasında hala kadınların yeterince yeri olmadığı karanlık bir dönemdi, özellikle master ve doktora programlarına kadınların girmesi yasaktı. Tüm bilim insanları daha çok kuasarlar, pulsarlar, kara delikler, süpernova'larla ilgilenirken, Vera Rubin adında bir kadın araştırmacı galaksilerin dinamik özellikleriyle ilgilenmeye karar verdi. O dönemde galaksilerin dinamik özellikleri pek de popüler bir araştırma konusu değildi. Vera Rubin yine de bu konuyla ilgilenmeye karar verdi (Aslında biraz da ilgilenmek zorunda kaldı). İşte Karanlık Madde'nin hikayesi de tam da burada başlıyor.
Vera Rubin galaksilerin dönüş hızlarını gözlemlerken galaksilerin dinamik özelliklerinde oldukça garip bir durum farketti. Galaksilerin dönüş dinamikleri Newton yasalarıyla uyuşmuyordu. Evrende kütleye sahip tüm nesneler birbirini çekmektedir ve bu çekim kuvveti nesneler arasındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. Buradan yola çıkarak bir sistemdeki kütle merkezine yakın olan cisimlerin daha hızlı hareket ettiğini, kütle merkezine uzak nesnelerin ise daha yavaş hareket ettiğini biliyoruz. Örneğin Merkür, kütle çekimden dolayı Neptün'den daha hızlı hareket etmektedir.

Galaksilerde de böyle olması gerekirken ilginç bir şekilde böyle değildi. Vera Rubin, Andromeda Galaksisi'ni gözlemlediğinde, galaksinin merkezine yakın yıldızların ve galaksi merkezine uzak yıldızların benzer açısal hızlarda döndüğünü farketti. Galaksi'nin dış katmanlarındaki yıldızlar oldukça hızlı ilerlemesine rağmen galaksiden kopmuyorlardı. Galaksi bir şekilde bu hıza rağmen dağılmıyordu.

Al sana gizem

Bu durum bir anda bilim camiasının ilgisini çekti. Vera Rubin bir anda dikkatleri üzerine toplamış oldu. Tonla eleştiriler, "sen doğru ölçememişsindir"ler, yapılan bir dolu gözlemden sonra Vera Rubin'in haklı olduğu ortaya çıktı.

Artık galaksinin dış katmanlarında olan, neredeyse galaksinin iç katmanlarındaki yıldızlar kadar hızlı dönen ve buna rağmen merkezkaç kuvvet ile kopmayan bu yıldızların hareketine bir açıklama getirilmesi gerekiyordu.

İlk açıklama galakside var olan fakat bizim doğrudan gözlemleyemediğimiz bir madde olabileceği idi. Buna kayıp kütle hipotezi denildi. Bu kayıp kütle hipotezi zamanla Karanlık Madde Teorisi'ne evrildi. Karanlık Madde Teorisi, evrende ışıkla etkileşime girmeyen sadece kütle çekim etkisinden dolayı var olduğunu düşündüğümüz bir madde'yi niteler. Onu göremiyoruz, onu tespit edemiyoruz fakat varlığını dolaylı yoldan (kütle çekimi etkisiyle) gözlemleyebiliyoruz. Bu madde galaksilerin neredeyse %80'inini oluşturmaktadır. Bu sayede kütle çekimi, yani merkezcil kuvvet artmakta ve merkezkaç kuvvet dengelenmektedir. Dış katmanlardaki yıldızlar da bu güzden galaksiden kopmamaktadırlar. Karanlık Madde teorisi oldukça güçlü kanıtlara sahiptir. Bununla birlikte bazı galaksi tiplerinde tutarlı matematiksel sonuçlar veremez. Henüz karanlık madde'yi tespit de edemedik fakat bunun için günümüzde çok çaba sarfedilmekte.

Karanlık maddeye alternatif teoriler de mevcut. Bunlardan en önemlisi "Modifiye Newton Dinamiği". Bununla ilgili daha önce Nature'dan bir bilimsel makaleyi özetlemiştim. Burada link paylaşmak istemiyorum.

Eğer Google'da "Karanlık Madde Teorisi evrensel bir sabit ile çürütülebilir mi" yazarsanız, çıkan ilk sonuç benim başka bir teknoloji sitesinde özetlediğim makaledir. Oradan Modifiye Newton Dinamiği hakkında da bilgi alabilirsiniz.

Özet: Karanlık Madde evrende var olan, doğrudan gözlenemeyen fakat kütleçekim etkisi ile dolaylı yoldan gözlediğimiz, varlığı henüz tespit edilemeyen, galaksilerin büyük kısmını oluşturan ve galaksilerin dağılmadan bir arada kalmasını sağlayan gizemli bir madde çeşididir.

Edit: Çok hızlı yazdım, hatalar ve kaba anlatım için özür dilerim.

Evrendeki olayları açıklarken boşlukları doldurmak için öne sürülen, ekstra çekim ve itki kuvveti oluşturan ve saptanamayan ancak etkileri dolayısıyla var oldukları düşünülen kuvvetler. Bilgisayar simulasyonlarında karanlık maddenin yaptığı ekstra kütle çekim kuvveti etkisi kullanılmadığı zaman galaksilerin dağıldığı gözlemlenmiştir. Maddelerin kütle çekimleri tek başınayken bir arada duracak kadar kuvvet oluşturamıyor. Mutlaka fazladan bir etki daha gerekiyor. Bunun yanında evrenin genişlemesini de karanlık maddenin yaptığının tersini yapan yani her şeyi birbirinden uzaklaştıran karanlık enerji sayesinde oluşan bir etki ile açıklayabiliyorlar.

Bu konularla ilgili çok güzel Teke Tek bilim programları var. Youtube'ta kanalı var Habertürk'ün. Gerek fizik, teorik fizik Profları gerek ilgili başka alanlarda Proflar çıkıyor anlatıyor. Daha iyisi popüler bilim kitabı olarak onlarca kitap önerebilirim. Tüm bunlarla ilgili bilinen bilinmeyen ya da düşünülen teorileri fikirleri detaylıca anlatan. İzleyin, okuyun

Evrenin %68'i karanlık enerji, %27'si karanlık madde ve %5'i de bildiğimiz geri kalan şeylerden oluşuyor. Detaylı bilgi için size Jorge Cham ve Daniel Whiteson'nın birlikte yazdığı Hiçbir Fikrimiz Yok kitabını öneririm. Kafanızda ki soruları en yalın haliyle açıklayacaktır veya açıklayamayacaklardır.