Güneş Sistemimiz, üzerinde yaşadığımız Dünya ve içinde yer aldığımız Samanyolu Galaksisi, her ne kadar bizim için devasa ve uçsuz bucaksız görünse de aslında bunların tümü evrenin çok küçük bir bölümü… Bu muazzam evrenin şimdiye kadar keşfedilememiş “görünmeyen” kısmı ise bugün bilim dünyası tarafından en merak edilen konuların başında geliyor.
1970’lerin sonlarına doğru bugün hala tam olarak açıklanamayan bir keşif yapıldı. Bu keşfe göre evrendeki toplam kütlenin %90’a yakını görünmezdi![1] Bu şu anlama geliyor: Evrende gözlemlenebilmiş olan her biri ortalama 300 milyar yıldızdan oluşan yaklaşık 300 milyar galaksi, Güneş Sistemimiz, gökcisimleri ve yıldızlararası gaz bulutları evrenimizin %10’unu bile oluşturmuyor.
Peki, sırlarla dolu evrenimizin %90’ını oluşturan diğer görünmeyen kütlesi nerede? Ve evrende var olan, her an devam eden kusursuz düzen için bu görünmez madde nasıl bir önem taşıyor?
1970’lerin sonlarına doğru bugün hala tam olarak açıklanamayan bir keşif yapıldı. Bu keşfe göre evrendeki toplam kütlenin %90’a yakını görünmez… [şekil 1] |
Evrende görünmez madde olduğu fikrini ilk ortaya atan, İsviçreli astronom Fritz Zwicky’dir. Zwicky, 1930’larda 321 milyon ışık yılı ötedeki Coma kümesinde galaksilerin birbirleri etrafındaki hareketlerini inceliyordu. (Coma kümesi 1000’in üzerinde galaksi içeren büyük bir galaksi kümesidir.) Zwicky galaksilerin çok hızlı hareket ettiğini, o kadar ki bu hız nedeniyle kümeden patlayıp ayrılmaları, uzaya savrulmaları gerektiğini bulmuştu. Kütle çekim kuvveti, galaksileri bir arada tutmaya yetecek kadar güçlü değildi. Ancak evrende böyle birçok küme bulunuyordu ve hiçbiri Zwicky tarafından öngörüldüğü gibi uçup dağılmıyordu. Yani bir güç açıkça galaksileri bir arada tutuyordu. Zwicky bu galaksilerde gizli, fazladan bir kütle çekim gücü sağlayan daha fazla madde olması gerektiğini tespit etti. [2] Peki bu madde neydi ve neredeydi?
1000’in üzerinde galaksi içeren 321 milyon ışık yılı ötedeki Coma Kümesi [şekil 2] |
Dönen Galaksiler ve Karanlık Maddenin Keşfi:
İlk olarak 1970’lerde bir galaksinin uzayda hangi hızla yol aldığı ve ne kadar hızlı döndüğü tespit edilmişti. Bununla beraber yıldız kümelerinin dönüşü bölümlere ayrılıp, yıldızların yörüngedeki hızlarının galaksinin merkezine olan uzaklıklarıyla nasıl değiştiği de hesaplandı. Astronomlar galaksilerin kenarlarında, galaksinin merkezine yakın olanlardan daha yavaş dönen yıldızlar görmeyi umuyorlardı. Çünkü Johannes Kepler’in keşfettiği üzere, Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerin hareketi bu şekildeydi. Yani galaksinin merkezine olan uzaklık arttıkça kütle çekiminin azalması sebebiyle dönüş hızının yavaşlaması gerekiyordu. Bu, mesafenin artmasıyla birlikte kütle çekiminin azalmasının beklenen bir sonucudur. (Kütle çekimi; cisimlerin kütleleri ile doğru, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır.) Şaşırtıcı olan ise bu gözleme göre yıldızlar, yıldız kümesinin merkezinden ne kadar uzağa yerleşmiş olurlarsa olsunlar, hepsi yörüngelerini aynı hızla alıyordu. Yani galaksinin dış kesiminde kalan yıldızlar, galaksinin kütle çekiminin onları tutabileceğinden çok daha hızlı hareket ediyorlardı. Bu durum ise galaksinin muazzam kütle çekim kuvvetini karşılayacak miktarda daha fazla madde olması gerektiği gerçeğini ortaya çıkardı.
 Johannes Kepler’in keşfettiği üzere, bir galaksideki yıldızların galaksinin merkezine olan uzaklığı arttıkça kütle çekimin azalması sebebiyle dönüş hızının yavaşlaması gerekir. Fakat 1970’lerde yapılan gözlemde yıldızlar, yıldız kümesinin merkezinden ne kadar uzağa yerleşmiş olurlarsa olsunlar, hepsi de yörüngelerini aynı hızla alıyorlardı. Bu ise galaksinin kütle çekim kuvvetini karşılayabilmesi için görünenden daha fazla madde olması gerektiği gerçeğini bize gösteriyordu. Diğer bir deyişle, evrende yıldızlarla ışıl ışıl parladığını gördüğümüz madde; metaller, toprak, suy, hatta hayatın yapıtaşı olan karbon ve Güneş yakıtı hidrojenin toplamı, galaksileri oluşturacak kütleye sahip değildir. Çünkü galaksiler milyarlarca yıldızdan ve daha fazla sayıda gezegen ile asteroitten meydana gelir. Evrende bu kadar çok maddeyi bir araya getirmek için çok güçlü bir çekim kuvveti gerekir. Evrendeki “canlı yıldızların”, kara deliklerin, diğer ölü yıldızların ve gezegenlerin toplam kütlesi ise, bu muazzam çekim kuvvetini oluşturmakta yetersiz kalır. [şekil 3] |
Galaksilerin içinde ya da çevresinde gizlenmiş “daha fazla maddenin” olduğu böylece tespit edilmiş oldu. Bu maddeye doğrudan gözlemlenemediği için “karanlık madde” ismi verildi.
Evrendeki karanlık maddenin 3 boyutlu olarak modellenmesi [şekil 4] |
Elektromanyetik tayf (spektrum) gama ışınlarından radyo dalgalarına kadar bilinen tüm elektromanyetik dalgaları içeren dizilimdir. [şekil 5] |
Evrenin Oluşumunda Karanlık Maddenin Rolü:
Karanlık madde; ışığı ne soğurur, ne yansıtır, ne de yayar yani elektromanyetik spektrumun hiçbir bölgesinde gözlemlenemez. Bilim adamları, evrenin var olduğu ilk andan itibaren, her yere eşit miktarda dağılmış olan bu karanlık madde içinde yüzdüğünü ileri sürmektedirler. Buna dair teorik ve deneysel birçok kanıt vardır.
Bu kanıtlardan biri de bilim adamları tarafından Karanlık Enerji Tetkik ve Arama (DES) projesi kapsamında çıkarılan evrenin en ayrıntılı karanlık madde haritasıdır.
Karanlık Madde Haritası [şekil 6] |
Bu haritadaki mavi alanlar karanlık maddenin düşük yoğunlukta olduğu bölgelere karşılık gelmektedir. Sarı ve kırmızı yerler ise yoğun olduğu bölgelere işaret eder. Bu bölgelerde binlerce galaksiden oluşan süper galaksi kümeleri yer alır.
Elektromanyetik kuvvetle etkileşime girmediği için ışık ve ısı yaymayan karanlık maddenin evrenin %22’sini oluşturduğu tahmin edilmektedir. Buna göre bizi, Dünya’yı ve yıldızları oluşturan normal madde ise evrenin sadece %4’ünü meydana getirmektedir.
Yapılan araştırmalara göre; karanlık madde evrenimizin yeni oluştuğu dönemlerde gaz ve toz bulutlarını kendine doğru çekti ve sıkışan gazdan ilk yıldızların doğmasını sağladı. Aynı zamanda 10 milyar yıl önce yıldız kümelerini bir araya getirerek ilk galaksileri oluşturdu.
Araştırmalara göre, Samanyolu Galaksisi’nin diskindeki yıldızlarla gezegenlerin uzaya savrulmasını da karanlık madde önlemektedir. Samanyolu’nu görünmez bir hale şeklinde saran karanlık maddenin kütle çekim kuvveti galaksiyi tutkal gibi bir arada tutmaktadır.[4]
Eğer, her yerde bulunan karanlık maddeden ortaya çıkan çekim gücü olmasaydı ne yıldızlar ne de galaksiler oluşabilecekti. Ya da en azından bu kadar kısa zamanda, yani Big Bang’den 100 milyon yıl sonra yıldızların oluşması mümkün olmazdı. Bunun sonucu olarak da ne Güneş Sistemi ne galaksiler ne de canlılık oluşacaktı.
Karanlık maddenin keşfiyle birlikte evrenin mucizelerle dolu olduğu bir kez daha anlaşıldı. Evren isimli kitabında İngiliz astrofizikçi ve yazar Stuart Clark “karanlık madde” ile ilgili olarak; “Karanlık madde olmasaydı kelimenin tam anlamıyla, kozmolojinin (yani evrenin) büyük bölümü dağılır giderdi.” demektedir. [5]
Evren isimli kitabında Stuart Clark “karanlık madde”nin varlığının önemini; “Karanlık madde olmasaydı kelimenin tam anlamıyla, kozmolojinin (yani evrenin) büyük bölümü dağılır giderdi.” sözleriyle ifade etmiştir. [şekil 7] |
Evrenin Yapısı ve Karanlık Enerjinin Keşfi:
Gökbilimcilerin uzun süren araştırmalar sonucunda, gökyüzünde görülen tüm yıldızların, galaksilerin, gök cisimlerinin evrenin sadece %4’ünü oluşturduğunu keşfettiklerini belirtmiştik. Evrenin geriye kalan görünmez çoğunluğunun %22’si karanlık maddeden, %74’ü de karanlık enerjiden oluşmaktadır. [6]
 Evrenin görünmez çoğunluğunun %22’si karanlık madde, %74’ü ise karanlık enerjiden oluşuyor. [şekil 8] |
Karanlık madde galaksilerin dağılmaması ve varlığını devam ettirebilmesi için, galaksilerin içinde ya da çevresinde bulunuyorken, karanlık enerjinin keşfi ise evrenin genişlediğinin anlaşılmasıyla ortaya çıktı. Peki fizik kurallarının geçerliliğini yitirdiği bu genişleme nasıl mümkün olmaktadır?
Genişledikçe yavaşlaması gereken evren tam tersine hızlanan bir genişleme göstermektedir. Hızlanarak genişleme ise ek bir kuvvet gerektirir yani hızlanarak genişlemesi, evrenin, tüm kozmik yapılardaki enerjinin (gözlemlenebilen tüm evrendeki enerjinin) en az üç katı kadar daha enerji içerdiği anlamına gelir. İşte bu var olduğu saptanan fakat gözlemlenemeyen enerjiye, bilim adamları “karanlık enerji” ismini vermişlerdir.
Karanlık maddenin oluşturduğu kütle çekim kuvveti evrendeki maddeyi bir araya toplarken, karanlık enerji evrenin balon gibi şişerek galaksilerin birbirinden uzaklaşmasına yol açmaktadır. Bu iki muazzam güç dengesi sayesinde evrendeki ve içinde yaşadığımız Dünya’daki düzen ve canlılık devam etmektedir. Bu bilgiler tesadüfen oluşma gibi bir ihtimali temelinden yok etmek için yeterlidir, zaman içinde kendiliğinden böyle ihtişamlı bir düzenin oluşmayacağı da çok açıktır.
Evren, oluştuğu ilk andan itibaren karanlık maddenin o muazzam çekim gücünün etkisindedir. Maddeyi bir araya toplayan, yıldızların, gezegenlerin, galaksilerin, Güneş Sistemi’nin, Dünya’mızın oluşmasını sağlayan güç, karanlık maddeden kaynaklanmaktadır. Karanlık madde, maddeyi bir araya toplarken, karanlık enerji de bir araya toplanan maddenin içine çökmesini önleyerek, bu çekim kuvvetine karşı bir güç oluşturarak evrenin genişlemesini sağlamaktadır. Böylece madde ne içine çökmekte ne de tamamen dağılmaktadır ve evrendeki hayranlık uyandırıcı düzen ve canlılık bu sayede devam etmektedir.
Bir Kur’an ayetinde Yüce Rabbimiz bu gerçeği şöyle haber vermektedir:
“Biz göğü 'büyük bir kudretle' bina ettik ve şüphesiz Biz, (onu) genişleticiyiz.” (ZARİYAT SURESİ, 47)
Evren ortaya çıktığı ilk andan itibaren tüm detayları ile hesaplanmış ve planlanmıştır. Aksi bir durumda yani evrendeki dengedeki küçük bir sapma bile evrenin oluşamamasına neden olurdu.
Evrendeki kusursuz düzenin devam edebilmesi için sayamayacağımız kadar çok dengenin varlığı, tüm evrene hükmeden, tek olan Yüce Allah’ın varlığının açık ve net delilidir. Evren mucizelerle doludur. Ve her keşfedilen mucize, hayranlığımızın daha da artmasına neden olmakta ve bize Yüce Yaratıcı’mız olan Allah’ın üstün güç ve kudretini göstermektedir.
KAYNAKLAR:
- Büyük Sorular / Evren, Stuart Clark, Versus Kitap
- http://www.nationalgeographic.com.tr/makale/ocak_2015/sakli-evrene-ilk-bakis/2364
- http://khosann.com/evrenin-tutkali-karanlik-madde-galaksileri-bir-arada-tutan-karanlik-maddenin-haritasi-cikarildi/
- http://khosann.com/evrenin-tutkali-karanlik-madde-galaksileri-bir-arada-tutan-karanlik-maddenin-haritasi-cikarildi/
- Büyük Sorular / Evren, Stuart Clark, Versus Kitap
- http://www.biltek.tubitak.gov.tr/etkinlikler/gozlem/presentations/GorunmeyeniAnlamak_II.pdf
RESİMLER:
- http://www.blurryphotos.org/episode-96-dark-matter/
- https://en.wikipedia.org/wiki/Coma_Cluster
- http://apod.nasa.gov/apod/ap070314.html
- https://www.bestthinking.com/articles/science/physics/dark-matter-and-the-cosmos
- http://www.spacetoday.org/DeepSpace/Telescopes/GreatObservatories/Chandra/ChandraSpectrum.html
- http://www.bbc.com/news/science-environment-32284995
- Evren isimli kitap
- http://maya-gaia.angelfire.com/dark_energy_chronicles.html
