Evren neyden yapılmıştır?

Bir evin kütlesini ve içindekileri belirlemek istediğinizi hayal edin. Evi alıyorsun ve dev bir ölçeğe koyuyorsun. Diyelim ki, tartışmanın hatırına, kütleyi 100.000 pound (45.359 kilogram) olarak ölçtünüz. Şimdi evdeki her bir eşyanın toplam kütleye ne kadar katkıda bulunduğunu görmek istediğinizi hayal edin. Her seferinde bir öğeyi çıkarır ve ölçeğe yerleştirirsiniz. Kütlesini ölçmek için tüm havayı bile ortadan kaldırırsınız. Şimdi, evin zemini, duvarları ve çatısı da dahil olmak üzere tek tek nesnelerin kütlesinin 5.000 pound (2.268 kilogram) olduğunu varsayalım. Ne düşünürdün? Kitlelerdeki tutarsızlığı nasıl açıklarsınız? Evin içinde yapıyı ağırlaştıran görünmeyen bir malzeme olması gerektiği sonucuna varır mısınız?

Son 40 yıldır, astronomların evrenin yapı taşlarını belirlemeye çalışırken karşılaştıkları ikilem tam olarak budur. O zamandan önce, evrenin normal madde içerdiğini düşündüler - görebildiğiniz şeyler. Evreni tarayın ve bu tür şeyler bariz görünüyor. Her biri milyarlarca yıldızla dolu milyarlarca galaksi var . Bu yıldızların, gezegenlerin ve uydularının bazılarının çevresinde eliptik yörüngeler çiziyor. Ve bu büyük, küresel cisimler arasında, büyüklükleri devasa asteroitlerden kaya boyutundaki meteoroidlere ve bir toz tanesinden daha büyük olmayan küçük parçacıklara kadar değişen, düzensiz şekilli nesneler bulunur. Gökbilimciler tüm bu şeyleri baryonik madde olarak sınıflandırır ve onlar (ve biz) onun en temel birimini atom olarak biliriz.protonlar, nötronlar ve elektronlar gibi daha da küçük atom altı parçacıklardan oluşur. (Basitlik adına, leptonları ve kuarkları bunun dışında tutacağız.)

1970'lerden başlayarak, gökbilimciler, evrende göründüğünden daha fazlası olduğundan şüphelenmelerini sağlayan kanıtlar toplamaya başladılar. En büyük ipuçlarından biri, bilim adamlarının galaksilerin kütlelerini belirlemeye çalıştığında geldi. Bunu, bir galaksinin dış kenarlarında yörüngede dönen bulutların ivmesini ölçerek yaptılar ve bu ivmeye neden olmak için gereken kütleyi hesaplamalarını sağladılar. Buldukları şey şaşırtıcıydı: Bir galaksinin bulutlarının yörüngesel ivmesinin arkasındaki kütle, galaksiye yayılmış olan yıldızların ve gazın kütlesinden beş kat daha büyüktü. Bir galaksiyi çevreleyen ve onu bir arada tutan görünmez bir malzeme olması gerektiği sonucuna vardılar. Bu maddeye karanlık madde adını verdiler ve ilk olarak 1930'larda İsviçreli gökbilimci Fritz Zwicky tarafından kullanılan bir terimi ödünç aldılar .

Yirmi yıl sonra bilim adamları, Ia tipi süpernovaların - hepsi aynı içsel parlaklığa sahip ölmekte olan yıldızlar - galaksimizden olması gerekenden daha uzakta olduğunu fark ettiler. Bu gözlemi açıklamak için, evrenin genişlemesinin aslında hızlandığını veya hızlandığını öne sürdüler. Bu kafa karıştırıcıydı, çünkü karanlık maddenin doğasında var olan yerçekimi, böyle bir genişlemeyi önleyecek kadar güçlü olmalıydı. Evrenin hızla genişlemesine neden olan başka bir malzeme, anti-yerçekimi etkisi olan bir şey miydi? Gökbilimciler buna inandılar ve bu maddeye karanlık enerji adını verdiler .

On yıl boyunca kozmologlar ve teorik fizikçiler karanlık madde ve karanlık enerjinin varlığını tartıştılar. Ardından, Haziran 2001'de NASA, Wilkinson Mikrodalga Anizotropi Sondası veya WMAP'i başlattı . Bu gemideki aletler, kozmik mikrodalga arka planının şimdiye kadarki en ayrıntılı resmini çekti - Büyük Patlama'dan kalan kalıcı radyasyon. Bu, gökbilimcilerin evrenin yoğunluğunu ve bileşimini büyük bir doğrulukla ölçmelerini sağladı. İşte WMAP'in belirlediği şey: Baryonik madde evrenin yüzde 4,6'sını oluşturuyor. Karanlık madde sadece yüzde 23'ü oluşturuyor. Ve gerisini karanlık enerji oluşturuyor - yüzde 72 gibi muazzam bir [kaynak: NASA/WMAP ]!

Tabii ki, evrenin yapı taşlarının göreli oranlarını ölçmek sadece bir başlangıç. Şimdi bilim adamları, karanlık madde için olası adayları belirlemeyi umuyorlar. Kahverengi cüceleri makul bir aday olarak görüyorlar. Bu yıldız benzeri nesneler parlak değildir, ancak yakındaki nesneleri etkileyen yoğun yerçekimi, varlıkları ve konumları hakkında ipuçları sağlar. Süper kütleli kara delikler, evrendeki karanlık maddeyi de açıklayabilir. Gökbilimciler, bu kozmik düdenlerin uzak kuasarlara güç sağlayabileceğini düşünüyorlar.ve hayal edilenden çok daha fazla olabilir. Son olarak, karanlık madde henüz tanımlanmamış bir tür parçacıktan oluşabilir. Bu küçük madde parçacıkları atomun derinliklerinde bir yerde bulunabilir ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı gibi dünyanın süper çarpıştırıcılarından birinde tanımlanabilir.

Bu gizemi çözmek, bilimin en yüksek önceliklerinden biri olmaya devam ediyor. Bu çözüm gelene kadar, yıllardır tartmaya çalıştığımız evin beklediğimizden daha ağır ve daha da rahatsız edici, anlayışımızın ötesinde olduğu gibi alçakgönüllü bir fikirle yaşamalıyız.

İlgili Makaleler