Evrendeki Manyetik Alanlar: Karanlık Madde Kökenlerini Keşfetmemize Yardımcı Olabilir.
Kozmosun dört bir yanına dağılmış karanlık maddenin minik yapıları, ilkel manyetik alanların son derece hassas sondaları olarak işlev görebilir. SISSA tarafından yürütülen ve Physical Review Letters’da yayınlanan teorik bir çalışmadan çıkan sonuç budur.
Muazzam ölçeklerde mevcut olan manyetik alanlar evrenin her yerinde bulunur. Bununla birlikte, kökenleri bilim adamları arasında hala bir tartışma konusudur. İlgi çekici bir olasılık, manyetik alanların evrenin doğuşuna yakın bir zamanda ortaya çıkmış olmasıdır; yani bunlar ilksel manyetik alanlardır.
Çalışmada araştırmacılar, manyetik alanların gerçekten de ilksel olması halinde, bunun küçük ölçeklerde karanlık madde yoğunluğu pertürbasyonlarında bir artışa neden olabileceğini gösterdi. Bu sürecin nihai etkisi, tespit edilmesi halinde manyetik alanların ilksel doğasına işaret edecek olan mini karanlık madde halolarının oluşması olacaktır. Böylece, görünür bir paradoks olarak, evrenimizin görünmeyen kısmı, görünür olanın bir bileşeninin doğasını çözmede faydalı olabilir.
Manyetik alanların oluşumuna ışık tutuyor
Araştırmanın yazarı SISSA’dan Pranjal Ralegankar, “Manyetik alanlar kozmosta her yerde bulunur” diyor. “Oluşumlarına ilişkin olası bir teori, şu ana kadar gözlemlenenlerin evrenimizin erken aşamalarında üretilebileceğini öne sürüyor.”
“Ancak bu önermenin standart fizik modelinde bir açıklaması yok. Bu konuya ışık tutmak ve ‘ilksel’ manyetik alanları tespit etmenin bir yolunu bulmak için, bu çalışmayla ‘dolaylı’ olarak tanımlayabileceğimiz bir yöntem öneriyoruz. Yaklaşımımız bir soruya dayanıyor: Manyetik alanların karanlık madde üzerindeki etkisi nedir? Doğrudan bir etkileşim olmadığı biliniyor. Yine de, Ralegankar’ın açıkladığı gibi, “kütleçekim yoluyla gerçekleşen dolaylı bir etkileşim var.”
İlkel evrenden beri
İlkel manyetik alanlar, ilkel evrendeki elektron ve protonların yoğunluk pertürbasyonlarını artırabilir. Bunlar çok büyüdüğünde, manyetik alanların kendilerini etkilerler. Bunun sonucunda da küçük ölçekli dalgalanmalar bastırılmış olur.
Ralegankar şöyle açıklıyor: “Bu çalışmada beklenmedik bir şey gösterdik. Baryon yoğunluğundaki büyüme kütleçekimsel olarak karanlık madde pertürbasyonlarının büyümesine neden oluyor ve bunun ardından iptal olasılığı bulunmuyor. Bu da onların küçük ölçeklerde çökmesine ve karanlık maddenin mini halolarının oluşmasına neden olur.” Yazar bunun sonucunda, baryonik maddenin yoğunluğundaki dalgalanmalar iptal edilse de, bunların mini halolar boyunca yalnızca kütleçekimsel etkileşimler yoluyla izler bırakacağını belirtiyor.
“Pranjal Ralegankar sözlerini şöyle sonlandırıyor: “Bu teorik bulgular, mini-haloların bolluğunun ilkel manyetik alanların mevcut varlığıyla değil, ilkel evrendeki güçleriyle belirlendiğini de göstermektedir. Dolayısıyla, karanlık madde mini-halolarının tespiti, manyetik alanların çok erken, hatta Büyük Patlama’dan sonraki 1 saniye içinde oluştuğu hipotezini güçlendirecektir.”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Evrendeki Manyetik Alanlar: Karanlık Madde Kökenlerini Keşfetmemize Yardımcı Olabilir.