Gökyüzünün bir haritası, bu kayıp karanlık maddenin var olabileceği erken evren döneminin kalıntısı olan
Kozmik Mikrodalga Arkaplanını (SPK) gösterir.
(Resim: © ESA ve Planck İşbirliği)
Hubble gerilimi olarak bilinen fizikteki en derin gizemlerden biri, uzun zamandır yok olan bir karanlık madde biçimi ile açıklanabilir.
Hubble gerginliği, Canlı Bilimin daha önce bildirdiği gibi , fizikte artan bir çelişkiye işaret ediyor: Evren genişliyor, ancak farklı ölçümler tam olarak ne kadar hızlı gerçekleştiği için farklı sonuçlar üretiyor. Fizikçiler, genişleme oranını Hubble sabiti (H0) olarak bilinen bir sayıyla açıklar . H0, evrendeki geniş mesafeler boyunca şeyleri birbirinden ayıran bir tür motoru tanımlar. Hubble Yasası’na (sabitin doğduğu yer) göre, bir şey bizden ne kadar uzaksa, o kadar hızlı hareket eder.
Ve H0’ı hesaplamanın iki ana yolu vardır. Görebildiğimiz yıldızlar ve galaksileri inceleyebilir ve ne kadar hızlı uzaklaştıklarını doğrudan ölçebilirsiniz . Ya da , tüm evreni dolduran ve genişlemesi hakkında önemli bilgileri kodlayan Büyük Patlama’nın bir ürünü olan kozmik mikrodalga arka planını (CMB) inceleyebilirsiniz .
İlgili: Karanlık Madde Hakkında En Büyük 11 Cevaplanmamış Soru
https://www.livescience.com/64113-dark-matter-mysteries.html
Bununla birlikte, bu ölçümlerin her birini gerçekleştirmek için kullanılan araçlar daha kesin hale geldiğinden,
SPK ölçümünün ve yerel evrenimizin doğrudan ölçümlerinin uyumsuz cevaplar verdiği anlaşılmaktadır.
Araştırmacılar, ölçümlerle ilgili problemlerden daha büyük evrende düşük yoğunluklu bir “kabarcık” içinde yaşama ihtimaline kadar, farklılıklar için farklı açıklamalar sundular . Şimdi, bir fizikçiler ekibi, evrenin Büyük Patlama’dan sonraki zaman ile bugün arasında kökten değişmiş olabileceğini öne sürüyor . Eski bir karanlık madde biçimi var olsaydı, bu kayıp evrenin kütlesini değiştirirdi; ve daha az kütle ile, evreni bir arada tutan daha az yerçekimi olurdu, bu da evrenin genişleme hızını etkileyerek SPK ile evrenin genişleme hızının doğrudan ölçümleri arasındaki çelişkiye yol açacaktır.
Sıcak bir bileşen
Batavia’daki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı Teorik Astrofizik Grubu başkanı Dan Hooper, onlarca yıl önce, karanlık maddenin şüpheli “sıcak” olabileceğinden şüphelenilen bir zaman vardı – evrenin etrafında ışık hızına yakın bir hızla sıkıştığını, Illinois ve yeni makalenin ortak yazarı. Fakat 1980’lerin ortalarına gelindiğinde, evrenin kütlesinin çoğunu oluşturan bu görünmeyen şeylerin muhtemelen daha yavaş hareket eden ve “soğuk” olduğuna ikna oldular. Fizikçiler, evrenin en çok kabul gören modelini “Soğuk Karanlık Madde” için Lambda-CDM olarak adlandırıyorlar.
Hooper, Live Science’a, sıcak ve soğuk modeller arasında bir yere düşen bir karanlık madde biçimi olan “sıcak” karanlık madde fikrini hala fizik dünyasında çekişe geçirdiğini söyledi. Bazı fizikçiler , karanlık maddenin “steril nötrinolardan” , örneğin madde ile zar zor etkileşime giren teorik hayalet parçacıklardan oluştuğunu düşünürler. Bu varsayımsal karanlık madde tipik Lambda-CDM modellerinin izin verdiğinden çok daha sıcaktır, ancak sıcak değildir.
“Bir başka olasılık, karanlık maddenin çoğunun soğuk, ama belki bir kısmının sıcak olması. Ve bizim kağıdımızda, sıcak olan şeyler bugün bile olan şeyler değil. Erken evrende ve sonrasında yaratılan şeyler binlerce ya da on binlerce yıl bozulmaya başladı, hepsi bu kadar gitti, “dedi Hooper.
İlgili: Samanyolu galaksimiz hakkında 11 büyüleyici gerçek
https://www.livescience.com/63847-facts-about-the-milky-way.html
Kaybolan karanlık maddenin kütlesi, varolduğu zaman evrenin toplam kütlesinin önemli bir kısmını temsil ederdi ve SPK, Big Bang’den hemen sonra oluştuğunda farklı bir genişleme oranına yol açardı. Şimdi, milyarlarca yıl sonra, çoktan gitmiş olacaktı. Ve ölçebileceğimiz tüm yıldızlar ve galaksiler, evrenin mevcut kütlesinin belirlediği hızlarda bizden uzaklaşıyor olacaklardı.
Hooper, “Yerel Hubble sabitini ölçtüğünüzde, o şeyi gerçekten ölçüyorsunuz: İşlerin birbirinden ne kadar hızlı hareket ettiğini ölçüyorsunuz, alanın ne kadar hızlı genişlediğini ölçüyorsunuz.” Dedi. Ancak, SPK verilerinin bir genişletme hızına çevrilmesi, Lambda-CDM gibi bir modelin kullanılmasını gerektirir. “Yani yerel ölçümlerden ve SPK ölçümünden farklı ölçümler alırsanız, belki de bu model yanlıştır.”
Yerel ölçümler – gökbilimcilerin tek tek nesnelerin hızını ve mesafesini tam olarak ölçmeleri için Dünya’ya yeterince yakın alanın ölçümleri – yorumlamak için kozmolojik modellere ihtiyaç duymaz, bu nedenle genellikle daha basit ve sağlam olarak görülürler.
Bazı araştırmacılar hala yerel evrenle ilgili ölçümlerimizle ilgili sorunlar olabileceğini önerdiler. Ancak Hubble gerginliğini gidermek için yapılan çoğu girişim, Lambda-CDM’yi bir şekilde değiştirmeyi içeriyor. Genellikle, modele evrenin genişleme veya evrimleşme şeklini değiştiren bir şey eklerler. Hooper, bu makalenin bu yolda bir adım daha olduğunu söyledi.
“Her şeyi harika yaptığı izlenimini vermeyeceğim” dedi. “Bu, veriler arasında hiçbir şekilde mükemmel bir uyum değildir. Ancak gerginliği daha az şiddetlendirir – Buna, ölçümler yanlış” dışında, gerginliği [sizin kadar azaltan) başka bir çözüm bilmiyorum “Sorunu tamamen çözmeniz gerekir].”
Karanlık Radyasyon
Hooper’in kağıt üzerindeki ortak çalışanlarına orijinal önerisinin hiç sıcak karanlık madde içermediğini söyledi. Bunun yerine, soğuk, karanlık bir maddenin ikinci bir biçimini hayal etti. Ancak bu fikri test etmeye başladıklarında, bu ekstra soğuk karanlık maddenin evrenin tüm yapısını bertaraf ettiğini bulduğunu söyledi. Yıldızlar ve galaksiler bugün evrende çevremizde gördüklerimizle uyuşmayan şekillerde oluştu. Çürümüş, kaybolan karanlık madde formu, gözlemlere uyacaksa sıcak olması gerektiğine karar verdiler.
Yeni makale, kaybolan karanlık maddenin hangi parçacıklardan yapılabileceğini belirlemiyor, ancak sıcak karanlık maddenin steril nötrinolardan oluşabileceğini kuvvetle gösteriyor – diğer fizikçilerin de muhtemelen orada olduğuna inandıkları parçacıklar.
Hooper, “Kesinlikle en az sayıda diş perisinin iş yapmasını gerektiren şey,” dedi. “Ama başka olasılıklar da var.”
Her ne olursa olsun, çürüdüğünde daha egzotik ve zayıf bir şekilde etkileşime giren bir şeye dönüşmüş olmalıydı. Madde sadece mevcut olanı durduramaz; başka bir şeye dönüşmesi gerekiyor. Bu başka bir şey evrende farklı şekilde dağıtıldıysa veya evrendeki diğer parçacıklarla farklı şekilde etkileşime girseydi, bu evrenin genişlemesini değiştirirdi.
“Öyleyse bu karanlık radyasyonun banyosuyla çevrilecektik,” dedi Hooper. “Zaten bir nötrino banyosu ile çevriliyiz, bu yüzden bu biraz daha fazla şey olurdu. Bugün evreni çok, çok atıl madde formlarını dolduran bir tür banyo.”
Şimdilik, araştırmacıların bu tür gizli radyasyonun araştırılması için yöntemleri yok, Hooper, bu yüzden fikir spekülatif kalıyor. Makale arXiv veri tabanına 13 Nisan’da yayınlandı .
Başlangıçta Live Science’da yayınlandı .