Karanlık madde, evrenin en büyük sırlarından biri ve bu maddeyi bulma amacıyla yapılan pek çok deney var. Deneyler henüz bir sonuca ulaşamamış olabilir ancak bu durum, kara maddenin varlığından şüphe etmeyi gerektirmiyor.
Çok basitçe anlatmak gerekirse, bizim evrende görebildiğimiz, inceleyebildiğimiz yeri bir yol olarak ele alabiliriz. İstanbul’dan Ankara’ya kadar giden bir yolumuz var ve bu yolun üzerinde şehirler arıyoruz. Bursa’yı, Eskişehir’i bulabiliriz ancak söz konusu Trabzon ya da Hakkari olduğunda, bizim yolumuz onlara erişemiyor. Teknolojimizde de benzer bir durum söz konusu, bizim bilimimizin görebildiği bir yerde değiller. Yine de yolumuzda denk gelmesek de Trabzon'un da, Hakkari'nin de var olduğunu biliyoruz.
Bilim insanlarının şimdiye kadar başarısız olmalarının çeşitli nedenleri var. Bu nedenlerden bir diğeri de yapılan deneylerin şekli. Bazı deneyler modelden bağımsız oluyor. Yani deney belli bir modelde yapılsa da yapılmasa da etkilenmiyor. Bazı deneyler ise modele bağımlı, belli şartlar altında sonuç veriyor.
Şimdiye kadar kara madde çalışmalarında hep tabiatın da işbirliği yapması bekleniyor ve modele bağlı deneyler yapılıyor. Bütçe ve imkanlar bu kadarına el veriyor.
Kara maddeyi anlamak için konuyu daha iyi anlamamız gerekiyor. Model bağımsız çalışmalar bizi konuyla ilgili yönlendiriyor. Bu çalışmaların sonucunda bir gün kara maddeyi gözlemleyebileceğiz.
Kara madde çalışmalarına başlamak için önce maddenin ne olduğunu anlamak lazım. Proton, nötron ve elektronlar her şeyi oluşturur. Sizi, beni, bu haberi okuduğunuz cihazı, o cihazdaki elektriği, bütün maddeleri bu üç basit yapı taşı bir araya gelerek oluşturur. Bir miktar da foton sayesinde ışık, radyasyon gibi çeşitli yapılar da gözlemlenebilir evrene katılıyor.
Bu maddeler, evrendeki toplam kütlenin tamamını oluşturmuyor, arada eksik bir kısım da var. O kısmın nerede olduğunu sormak gerekiyor. “Niye bunu soruyoruz, evrenin kütlesini mi ölçtün nereden biliyorsun?” gibi sorulara bilimin cevabı var.
Yıldızların, evrendeki maddelerin, yerçekiminin nasıl hareket ettiğini bilebiliyoruz. Galaksilerin hareketlerini daha gerçekleşmeden görebiliyoruz. Bu çalışmalarda, galaksi oluşumları ile ilgili görebildiğimiz iki şey daha var: Hangi aşamada yapıların ne kadar kütlesi olduğu ve şu anda yapılardaki yıldızların ne kadar kütle barındırdığı.
Bu iki sayı birbiriyle eşleşmiyor ve bu eksiklik, tek başına tutarsız olsa da genele vurulduğunda oldukça net bir sonuç veriyor: Eksik kütle hep belli bir orana sahip. Üstelik yaklaşık 50’de 1’lik bir oran söz konusu durumda. Yani evrendeki kütleden sadece yıldızlar ve etraflarında dönen cisimler sorumlu değil. Sonuç olarak, kara madde hipotezi artık yabana atılamayacak kadar kabul görüyor.
Evrenin ilk günlerine dönelim. Küçücük bir noktada, Büyük Patlama adı verilen patlama ile evren, bizim yaşamımıza kıyasla sonsuz ömrüne başladığında ortada hiçbir madde yoktu. Bu aşırı yüksek basınçlı, çok hızlı büyüyen bebek evrende maddeler, atomlar öncesinde çekirdekler bile oluşamıyordu. Bir forma bürünen tüm proton, nötron ve elektronlar çevreden gelen yoğun kuvvetle parçalanıyor ve patlıyordu. Evren ilk başladığında çok sıcak ve inanılmaz hızlı büyüyen bir enerji topuydu.
Evren yeterince genişlediğinde ve soğuduğunda, en hafif ve basit elementler ortaya çıkmaya başladı. Sadece bir proton ve onun etrafında dönen bir elektrondan oluşan bir hidrojen atomu, muhtemelen evrenin ilk atomu oldu ve kendisinden sonra gelecek materyal evriminin yolunu açtı. Büyük Patlama Nükleosentezi bize bir başka şeyi daha gösterdi: Evrendeki toplam kütleyi. Genel olarak, sadece yıldızları değil çevrelerindeki bütün varlıkları ve evrendeki en küçük atoma kadar her şeyi bir araya getirsek bile başlangıç denklemindeki kütleye ulaşamıyoruz.
Evrenin başlangıcını oluşturan enerjiyi kozmik bir mikrodalga fırınına benzetirsek, bu fırında maddeler pişerken yaşanan ısı ve radyasyon dalgalanmaları da oldukça ilginç. Bu dalgalanmalar, devasa kozmik bir radyatördeki sapmalardan kaynaklanmıyor. Bu değişimlerin sebeplerini incelediğimizde evrenin ne kadarının normal madde, ne kadarının radyasyon ve ne kadarının kara maddeden oluştuğu ortaya çıkıyor.
Son olarak günümüze geri dönelim. Uçsuz bucaksız evren, tek bir noktadan başlayıp milyarlarca ışık yılı boyunca genişleyen ve genişlemeye devam eden bir yapı haline geldi. Kara maddenin son kanıtını bulmak için bu yapıya dışarıdan bakmamız gerekiyor. İyice Cosmos belgeseline döndük, benimle gelin.
Büyük kozmik ağ, evreni bildiğimiz anlamda bağlayan yapı. Büyük Patlama, kütle çekimi, radyasyon ve maddeler bu ağda birbirlerine bağlı. Bölgesel olarak dalgalanmaların yoğunlaşması ve azalması ile kozmik geçmişimizde ne göreceğimiz değişiyor.
Yıldızları oluşturan gaz kütlelerinin incelenmesi bu noktada bize bir örnek gösteriyor. Gaz kütleleri birleşip yıldız oluşturduklarında başlangıç kütlesi %15’e düşüyor, geri kalanını ise kara madde oluşturuyor. Kara madde, cisimlerin etrafında bir hale oluşturuyor.
Henüz kara maddeyi gözlemleyememizin çeşitli sebepleri var. Kara madde, normal madde ile etkileşime girmiyor. Normal maddenin aksine kara madde kendisiyle de etkileşime girmiyor, belli olmuyor. Şu anki teknolojimizle kara maddeyi bulmamız, daha doğrusu doğrudan gözlemlememiz daha milyarlarca yıl alabilir.
Evrende kara maddenin etkisini görmenin bir başka yolu ise kütleçekimi. Işık ve radyasyon dahil her şey kütle çekimine göre -ama az ama çok- mutlaka bükülüyor. Kütleçekimsel gözlemleme adı verilen bu yöntem, bu noktada çok işe yarıyor. Arka plan ışıklarındaki bükülme, cisimlerin etrafında olması gerekenden kat kat daha fazla, oranı tahmin etmek ister misiniz? Evet, onun da oranı 6’ya 1.
İnsanlık yine de bir doğrudan örnek görmek istiyor. Gözümüzle görebildiğimiz bir sonuç bekliyoruz. Sonuçta biz görsek de görmesek de, kara madde evrende varlığını sürdürmeye ve bildiğimiz yapılardan farklı davranmaya devam ediyor.
