Karanlık Madde (Dark Matter)
Karanlık Madde (Dark Matter); Elektromanyetik dalgalarla (ışıkla) hiçbir etkileşime girmeyen, ancak kütleçekimsel etkisiyle galaksilerin dağılmasını engelleyen gizemli madde formudur.
Derinlemesine İnceleme ve Fiziksel Mekanizma
Evrendeki toplam kütle ve enerjinin yaklaşık %27'sini oluşturan karanlık madde; yıldızlar, gezegenler ve gaz bulutları gibi bildiğimiz sıradan atomik maddeden (baryonik madde) tamamen farklıdır. Varlığı ilk olarak Fritz Zwicky tarafından Coma galaksi kümesinde ve daha sonra Vera Rubin'in sarmal galaksilerin dönüş hızlarını ölçmesiyle kanıtlanmıştır. Karanlık madde olmasaydı galaksilerin kenarlarındaki yıldızlar uzaya savrulurdu.
Karanlık maddenin varlığına dair ilk güçlü gözlemsel kanıtlar 1933'te Fritz Zwicky'nin Coma Galaksi Kümesi'ndeki galaksi hızlarını incelemesiyle, ardından 1970'lerde Vera Rubin ve Kent Ford'un sarmal galaksilerin dönüş eğrilerini (rotation curves) hassas biçimde ölçmesiyle elde edildi. Kepler yasalarına göre galaksi merkezinden uzaklaştıkça yıldızların dönüş hızının düşmesi gerekirken, hızların sabit kalması galaksileri çevreleyen devasa ve görünmez bir karanlık madde halesinin varlığını kanıtlamıştır.
Planck uydusunun Kozmik Mikrodalga Arka Plan ışıması ölçümleri, Kurşun Kümesi (Bullet Cluster) çarpışmasındaki kütleçekimsel mercekleme haritaları ve evrenin büyük ölçekli kozmik ağ simülasyonları, baryonik (normal) maddenin bu kütleçekim etkisini açıklayamayacağını kesinleştirmiştir. Günümüzde WIMP'ler (Zayıf Etkileşimli Büyük Kütleli Parçacıklar), aksiyonlar ve steril nötrinolar karanlık maddenin en güçlü parçacık fiziği adayları olarak yeraltı dedektörlerinde araştırılmaktadır.
Sıkça Sorulan Sorular
Karanlık maddeyi teleskopla görebilir miyiz?
Doğrudan göremeyiz çünkü ışığı yaymaz, yansıtmaz ve soğurmaz. Ancak arkasındaki ışığı bükmesi (kütleçekimsel mercekleme) sayesinde haritalandırılabilir.
Karanlık madde aslında göremediğimiz sönük yıldızlar veya kara delikler olamaz mı?
Hayır. Büyük Patlama nükleosentezi ve Kozmik Mikrodalga Arka Plan ışıması ölçümleri, karanlık maddenin proton ve nötronlardan (baryonik maddeden) oluşamayacağını, Standart Model dışı yeni bir temel parçacıktan oluşması gerektiğini kesin olarak kanıtlamıştır.

