Karanlık Madde, Evrenin Işık Hızındaki Kalıntılarından mı Oluştu?
ABD’deki Dartmouth College’dan iki araştırmacı, Evren’in aşırı kütleçekiminin ardındaki sırrı tahmin etmek için devam eden bir arayışta, Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra kütlesiz parçacıklar arasında tüyler ürpertici bir birliktelik önerdiler.
Yüzyılın büyük bir bölümünde, Evren’in görünür kütlesine ilişkin tahminlerin galaksilerin dönüş şeklini açıklamakta başarısız olduğu ve göremediğimiz yavaş hareket eden madde kümelerine işaret ettiği sinir bozucu bir şekilde açıktı. Bu maddeye ‘karanlık madde’ adı verildi.
Araştırmacılar fiziğin bu soğuk ve sessiz köşesini tanımlayan özelliklerin listesini azaltsalar bile, kimliği ve kökenleri anlaşılması zor olmaya devam ediyor.
Fizikçiler Guanming Liang ve Robert Caldwell, yüksek hızda hareket eden kütlesiz parçacıklarla cızırdayan yeni doğmuş bir kozmos hayal ediyorlar – karanlık maddenin soğuk yığınlarından ziyade ışıkla daha fazla ortak noktası olan bir madde biçimi.
Zamanla, bu yüksek enerjili malzeme sisi içindeki parçacıklar çarpışıp soğuyarak, Evren’in görünmeyen kütleçekim kaynağını açıklamak için gerekli kütleye sahip oldular.
Caldwell, “Bu, karanlık maddenin ne olduğunun düşünülmesine tamamen zıttır – galaksilere kütlelerini veren soğuk topaklardır” diyor.
“Bizim teorimiz ışıktan topak haline nasıl geldiğini açıklamaya çalışıyor.”
Galaksiler, merkezlerinde göründüğünden daha fazla kütle varmış gibi dönerler.
Kabaca 13,7 milyar yıl önce, tüm Evren dişlerinizdeki bir boşluğa kolayca sığabilecek bir alana sıkıştığında, bir kuantum partisi devam ediyordu. Her türden parçacıklar hareket edecek yer bulamadıkları için birbirleriyle çarpışıyor ve öğütülüyordu.
Nambu ve Jona-Lasinio’nun nükleon sentezi modeline göre, Dirac fermiyonları olarak bilinen bu parçacıkların belirli bir sınıfı, elektronların süper iletkenlerde Cooper çiftleri oluşturmak üzere bir araya gelmesine çok benzer bir şekilde bir araya gelebilir.
Bu faaliyetin arkasındaki fizik karmaşık olsa da (kuantum mekaniği için bile), kozmik enflasyondan daha sonraki genişlemeye kadar kozmolojik büyüme için çıkarımlar vardır. Yine de hepsi bu alanın sıcaklığının oldukça dengeli kaldığı varsayımlarına dayanıyordu.
Liang ve Caldwell, bu sürecin diğer termal özellikleri dikkate alındığında neler olabileceğini merak ettiler. Ya bazı varsayımsal yüksek enerjili Dirac fermiyonları arasındaki ortaklıklardaki bir dengesizlik, onların çılgın enerjilerini kütleye dönüştürmelerine ve etkili bir şekilde donmalarına neden olursa?
Ürün, bir gök gürültüsü bulutunu dolu fırtınasına dönüştürmek gibi olacaktır.
Liang, “Matematiksel modelimizin en beklenmedik kısmı, yüksek yoğunluklu enerji ile topaklı düşük enerji arasında köprü kuran enerji düşüşüydü” diyor.
Cooper çiftlerinin elektronlar arasında var olması, bu yavaş, karanlık madde parçacıklarının ortaya çıkışını açıklamak için egzotik bir faaliyete gerek olmadığı anlamına geliyor. Dahası, bu hipotez Evren’in ilk zamanlarındaki enerjinin büyük bir kısmının nereye gittiğini de açıklayabilir.
Liang, “Yapılar kütlelerini soğuk karanlık maddenin yoğunluğundan alıyor, ancak enerji yoğunluğunun bugün gördüğümüze yakın bir seviyeye düştüğü bir mekanizma da olmalı” diyor.
“Teorimizin matematiksel modeli gerçekten güzel çünkü oldukça basit – çalışması için sisteme çok fazla şey eklemenize gerek yok.”
Basit olmak bir şeydir. Bunu kanıtlamak başka bir şey. Karanlık madde olarak bilinen gizemli maddenin kimliğine ilişkin pek çok önerinin aksine, bu teori aslında elimizdeki veriler kullanılarak test edilebilir.
Sıcak, yüksek basınçlı yalnızlardan soğuk ve yavaş evliliklere dönüşümler kozmik mikrodalga arka planında bir iz bırakacaktır – Evrenin ilk anlarından beri etrafında zıplayan radyasyonun bozulmuş arka plan parıltısı.
Kozmik mikrodalga arka planının bir haritası.
Kozmik mikrodalga arka planında bulunan bazı işaretler, bu fermiyonların karanlık maddenin en az bir kaynağı olduğu lehine puan kazandıracaktır.
“Bu heyecan verici,” diyor Caldwell. “Karanlık maddeyi düşünmek ve muhtemelen tanımlamak için yeni bir yaklaşım sunuyoruz.”
Kaynak: https://www.sciencealert.com