Karanlık madde, klasik fizik kurallarına uyuyor
Cenevre Üniversitesi öncülüğündeki araştırma, karanlık maddenin normal madde gibi yerçekimi yasalarına uyduğunu gösterdi.
Evrenin en gizemli bileşenlerinden biri olarak kabul edilen karanlık madde, bilim dünyasının uzun süredir çözmeye çalıştığı en büyük bilmeceler arasında yer alıyor. Galaksiler üzerindeki etkileri sayesinde varlığı dolaylı olarak kanıtlanabilen bu madde, evrendeki toplam maddenin yaklaşık yüzde 85’ini oluşturuyor. Ancak bugüne kadar karanlık maddenin, normal maddeyle aynı fizik yasalarına uyup uymadığı net olarak ortaya konmamıştı.
Cenevre Üniversitesi öncülüğünde ve Portsmouth Üniversitesi’nin de katkısıyla yürütülen uluslararası bir çalışma, bu soruya şimdiye kadarki en güçlü yanıtı verdi. Nature Communications’da yayımlanan araştırmada, karanlık maddenin davranışı doğrudan incelendi ve normal madde gibi yerçekimi yasalarına tabi olduğu gösterildi. Bilim insanları, galaksilerin hızlarını ve bu galaksilerin yer aldığı kütle çekim alanlarının derinliklerini karşılaştırarak elde ettikleri bulgular ile karanlık maddenin klasik fizik kurallarına uyduğunu belirledi.
Araştırmada, özellikle Euler denklemleri ve genel görelilik ilkeleri temel alındı. Eğer karanlık madde, görünür maddeden farklı bir yasaya tabi olsaydı, galaksilerin hareketlerinde önemli farklılıklar gözlemlenecekti. Ancak elde edilen veriler, böyle bir sapmanın olmadığını ortaya koydu. Çalışmanın yazarlarından Dr. Camille Bonvin, evren genelindeki galaksi hızlarının ve kütle çekim kuyularının incelenmesi sayesinde, karanlık maddenin normal madde gibi davrandığını vurguladı.
Araştırmacılar ayrıca, karanlık madde üzerinde etkili olabilecek ek bir kuvvetin — yani “beşinci kuvvet” olarak adlandırılan olası yeni bir etkileşimin — maksimum gücünü de sınırlandırdı. Buna göre, yerçekimi dışında bir kuvvetin gücü, yerçekiminin yüzde 7’sini aşmıyor. Çalışmanın başyazarı Nastassia Grimm, eğer böyle bir kuvvet olsaydı, bunu ölçümlerde açıkça görebileceklerini, fakat herhangi bir işaret bulamadıklarını belirtti.
Sonuçlar, karanlık maddenin mevcut fizik yasalarıyla büyük oranda uyumlu davrandığını gösterirken, araştırmacılar karanlık maddenin daha zayıf ve henüz tespit edilemeyen etkileşimlerinin olabileceği ihtimalini de dışlamıyor. Özellikle zayıf etkileşimli ağır parçacıklar (WIMP) ve aksiyonlar gibi teoriler, bu yeni bulgular ışığında yeniden gözden geçirilecek. Cenevre ekibine göre, yakın zamanda faaliyete geçecek LSST ve DESI gibi yeni nesil gözlem araçları, şimdiye kadar saptanamayan ince etkileşimleri de ortaya çıkarabilir.
Bu çalışma, karanlık maddeye dair fiziksel anlayışımızı daha da derinleştirebilecek bir dönüm noktası olarak değerlendiriliyor.
