Karanlık maddenin yapıtaşı konusunda yeni fikirler

Bilim-Teknik GÜNDEMİ: Karanlık madde dünyada yerçekimi etkileşimi yaratan toplam maddenin yüzde 84,5’ini oluşturuyor. Normal madde ile hiçbir şekilde etkileşime girmeyen bu maddenin neden oluştuğu henüz belirlenebilmiş değil.

13 Ocak 2018 Cumartesi | Toplum-Yaşam

HAZIRLAYAN: Doğan Barış ABBASOĞLU


Bilim insanlarının son yaptığı araştırmalara göre evrenin en gizemli sırlarından biri olan karanlık madde sıradan nötronların bozunmuş hallerinden ibaret olabilir. 

Hepimizin bildiği mütevazi atom altı parçacık olan nötronlar büyük bir sırrı içinde barındırıyor olabilir. Yaklaşık 20 yıldan beri çok sayıda bilim insanı nötronların yaşam süresini belirlemek için araştırmalar yapıyor. Bu alanda henüz üzerinde uzlaşılmış bir rakam yok ancak bir ihtimal tüm bilim insanlarının ilgisini çekiyor: Nötronların bozunarak karanlık maddenin yapıtaşı haline gelmesi ihtimali. 

Karanlık madde dünyada yerçekimi etkileşimi yaratan toplam maddenin yüzde 84,5’ini oluşturuyor. Normal madde ile hiçbir şekilde etkileşime girmeyen bu maddenin neden oluştuğu henüz belirlenebilmiş değil. 

ABDli bilim insanı Dan Hooper, bugüne kadar karanlık maddenin nelerden oluşabileceği konusunda yapılan birçok tahminlerin boş çıktığını ifade ederek, şu anda imkansız gibi görünen ihtimalleri de deneyecek durumda olduklarını dile getirdi. 


Nötron bozunumu karanlık maddeyi mi oluşturuyor?

Bir nötronun, beta bozunumu adlı bir süreç ile protona dönüştüğünü ve bu süreçte bir elektron ve antinötrino oluştuğu biliniyor. 

Nötronun yaşam süresini belirlemek için gerçekleştirilen ışın deneyi bir nötron demetinin ne kadar proton ürettiğini tespit etmeye çalışıyor. Bu deney bir nötronun sadece beta bozunumuna girdiğini varsayarak parçacığın ömrünü 888 saniye olarak tespit ediyor. 

Aynı amaçla gerçekleştirilen bir başka deney ise şişe deneyi. Bir container içindeki ultrasoğuk nötronların incelendiği bu deneye göre ise bir nötronun yaşam süresi yaklaşık 879,6 saniye. 

Bu iki deney arasındaki uyuşmazlık küçük gözükse de evrende yaratacağı değişiklik nedeniyle fiziksel açıdan kesinlikle kabul edilemez bir fark. Bu farkın nasıl oluştuğuna dair ise herhangi bir açıklamamız yok. 


Nötronlar kaç farklı şekilde bozunuyor?

Tabii bilim insanlarının bu konuda bir düşüncesi var. Bazı bilim insanlarına göre nötronlar sadece beta bozunumu ile bozunmuyor. Bir nötronun bozunmasının birçok yöntemi var. Bu bozunmalar farklı zaman dilimleri içinde ve farklı yöntemlerle meydana gelebiliyor. 

İki deneyde nötronların farklı farklı zaman sürelerinde yaşamalarının nedeni de bu. 

Eğer bu düşünce doğruysa bir varsayımsal nötron bozunumu, bilinmeyen parçacıklara da dönülüyor olabilir. 

Bugüne kadar beta bozunumu dışında başka bir şekilde nötronların bozunuma uğradığı görülmedi. Bunun normal madde ile direkt olarak etkileşime girmeyen bir şey olması gerekiyor. Bilim insanları nasıl olduğunu bilmedikleri bu bozunumun sonuçları konusunda ise büyük bir tahmin yapıyor. 



Karanlık maddeyi oluşturan süreç gözlemlenebilir

Yapılan araştırmalarda bilgisayar modelleri üzerinde nötronların tüm olası varsayımsal bozunum metotlarını inceleyen uzamanlar karanlık maddeye benzer bir maddeye dönüşümün her 100 nötron bozunumunda 1 meydana gelebileceğini düşünüyor. 

Bir nötronun karanlık madde gibi normal maddeyle etkileşime hiçbir şekilde girmemesi için normal kütlesinden biraz daha küçük bir kütleye sahip olması gerekiyor. Bu senaryoya göre yaşanan bozunumum yaklaşık 0.8 – 1,7 megaelektronvolt arasında bir enerjiye sahip bir foton ortaya çıkması lazım. Bu da ölçülebilir bir aralığa denk geliyor. 

Ancak tüm deneylere rağmen henüz bu tür bir bozunuma işaret edebilecek bir tepkimeye rastlanmadı. 




Karanlık madde nedir?


Bilim insanları evrendeki maddenin bir dengede durmasını, varlığını matematiksel formüllerle açıklar. Yerçekimi, evrenin genişlemesi ve maddenin kendi arasındaki etkileşimi gibi konular hep matematiksel dengenin birer sonucudur. 

Bilim insanları galaksilerde bulunan madde miktarının galaksiyi bir arada tutacak kadar yerçekimini yaratamayacağını tespit ettiği zaman karanlık maddenin varlığını tespit etti. Tüm hesaplamalara göre bir galaksinin dengede durabilmesi için görünen maddeden 8.4 kat daha fazla yerçekimi etkisi yapacak bir madde var olmalıydı. 

Bilim insanları bu maddeyi karanlık madde olarak adlandırıldı. 

Yapılan tüm araştırmalara rağmen henüz karanlık madde gözlemlenebilmiş değil. 

Ağustos 2006’da yayınlanan, 150 milyon yıl önce gerçekleşmiş olan iki gök ada kümesinin çarpışmasına dair gözlem, karanlık maddelerin varlığına dair daha somut bir kanıt oluşturmuştur. Çarpışma sırasında sıcak gazlar arasında bir etkileşim olmuş ve daha sonra merkeze yaklaşmışlardır. Gök adalar ve karanlık madde etkileşime girmemiş ve merkezden uzak kalmışlardır.

İki şekilde karanlık maddenin ortaya çıktığı sanılmaktadır: Baryonik karanlık madde ve Baryonik olmayan karanlık madde. Evrenin kütlesinin yüzde 85’ini oluşturduğu varsayılmakla birlikte, karanlık maddenin henüz astronomlar için sırrı çözülmüş değildir. 1970’ler Evren’deki maddenin yüzde doksanının görünmez olduğunun keşfedilmesiyle karanlık madde iddialarının güçlendiği yıllar olmuştur. Karanlık maddenin varolduğu varsayılmakta, ancak ne olduğu konusunda çok az açık bilgi vardır.




Uzayda gündoğumu



Uluslararası Uzay İstasyonundaki astronotlar da gün doğumunu yaşıyor ama tabii ki yeryüzünden biraz daha farklı bir şekilde…


387

YENİ ÖZGÜR POLİTİKA