10 Kasım 2019

Erken evrende karanlık yıldızlar gizemi

1930'lardan bu yana bilim dünyasını heyecanlandıran karanlık madde bizi şaşırtmaya devam edecek gibi görünüyor

Büyük patlama kuramı, evren bilimin en önemli yol haritası ve biliyoruz ki bu harita mükemmel değil.

Çözüm bekleyen bir yığın gizem olmasına karşın, bu kuram yine de en iyi model olarak kabul ediliyor. Bununla birlikte bir yığın gizem de onun yardımıyla çözüldü.

Bu modelde en dikkat çekici sorulardan biri, erken evrende ortaya çıkan devasa yıldızların nasıl oluştuğu ve bu yıldızlarla eş zamanlı var olan devasa kara delikler.

Onlar nasıl oluşmuşlardı?

Kurama göre 13,7 milyar yıl önce oluşan evren, ilk bir saniye daha dolmadan hızla genişlemiş ve bir kuark denizine dönüşmüştü. Hemen sonrasında daha da genişleyerek hidrojen ve helyum gazları ile dolmuş ve gazlar sıkışarak ilk yıldızları oluşturmuştu.

Ancak ciddi bir sorun vardı: Homojen dağılmış gaz bulutlarının bir araya toplanıp sıkışması ve yıldız oluşumu için gerekli kütlesel çekimi sağlaması yeterli ve de akılcı değildi.

Bilim insanları bu sorunu erken dönemdeki kuantum salınımları ile aşmaya çalıştılar.

Buna göre, daha ilk bir saniye dolmadan evren kuantum parçacıkları ile dolu ve kuantum dalgalanmaları oluyor. Bu dalgalanmalar sonucu gaz bulutlarının homojen dağılımı bozuluyor, yer yer bir araya toplanan gaz bulutları sıkışarak yıldızları oluşturuyor.

Ancak yine sorun var: Sıkışan gaz bulutlarının kütlesel çekim gücü, bu devasa yıldızları oluşturmada yetersiz. O zaman bu yıldızların oluşumu için gerekli gücü sağlayacak başka bir kaynak olmalı.

Bilim insanlarına göre bu kaynağın adı karanlık madde.

Bu bir hayalet madde, onu göremiyoruz çünkü ışık ve normal madde ile etkileşime girmiyor. Bilim insanlarının elde ettiği verilere göre evrenimiz bu görünmez, şaşırtıcı karanlık madde ile dolu ve o, biz de dahil olmak üzere tüm evrenin var olmasında kilit rol oynamakta.

Onun kütle çekim gücünü ölçebiliyoruz. Bu tuhaf madde, galaksileri birbirine bağlıyor. Evrende gördüğümüz herşeyi şekillendiriyor.

Bilim insanlarına göre, evrende var olan toplam madde miktarının yüzde 16'sı bildiğimiz görünür normal maddeden, yüzde 84'ü ise bu karanlık maddeden oluşmakta.

 

Yapılan hesaplar, yıldızların oluşmasını sağlayan şeyin karanlık madde olduğunu gösteriyor.

Karanlık madde temel parçacıklarının "zayıf etkileşimli büyük kütleli parçacıklar" oldukları öngörülüyor. Bu parçacıklar elektromanyetik kuvvetle hiçbir şekilde etkileşime geçmiyorlar ve onları “karanlık” yapan da tam olarak bu.

Karanlık madde, normal maddeyi de kendi güç alanına çekiyor. Yıldızların oluşumunda normal madde, karanlık maddeye eşlik ediyor ama belirleyici olan karanlık madde. Ve büyük patlamanın üzerinden 450 milyon yıl geçtiğinde evrende ilk yıldızlar ortaya çıkmaya başlıyor.

Evrendeki ilk yıldızlar karanlık maddenin sağladığı çekim gücü sonucu ortaya çıktılar. Karanlık madde gaz bulutlarını çöktürerek füzyon reaksiyonları başlattı ve böylece o devasa ilk yıldızlar oluştu.

Ama yine bir sorun var: Bu ilk yıldızlarla eş zamanlı görülen dev kütleli kara delikler, kütleleri Güneş kütlesinin neredeyse 1 milyon katı, onlar nasıl oluştu?

Biz biliyoruz ki kara delikler, büyük yıldızların enerjilerini tüketip kendi üzerlerine çökmeleri ile oluşur. Büyük yıldızlar doğar, yaşar ve bir kara deliğe dönüşerek ölürler. Oysa bu kara delikler süper yıldızlarla eş zamanlı olarak bulunmaktalar. Yani, bir kara delik oluşumu için yeterli zaman geçmiş değil.

Bilim insanları bunların bildiğimiz türde bir kara delik olmadığını, karanlık maddenin oluşturduğu bir tür yıldızların ölümü sonrası olabileceğini öne sürüyorlar.

Bu "karanlık yıldızlar", aynı karanlık madde gibi görünür değiller. Bunların ortaya çıkışları da büyük patlamadan 200 milyon yıl sonrasına rastlıyor.

Karanlık yıldızlar tüm güçlerini karanlık maddenin oluşturduğu kütlesel çekimden alıyor. Devasa kütleleri nedeniyle enerjilerini çok çabuk yitirerek çöküyor ve süper kütleli kara deliklere dönüşüyorlar. Belki de bizlerin yıldızlarla eş zamanlı gördüğümüz kara delikler bunların kalıntıları.

Şöyle açıklamak da mümkün: Issız bir adaya yolunuz düşüyor, görünürde hiç canlı yok ama bir sabah kumların üzerinde izlere rastlıyorsunuz. Sizin için ada, artık ıssız değildir; dahası izleri inceleyerek ne tür bir canlı ile adayı paylaştığınızı anlamaya çalışırsınız.

Bilim insanlarının yapmaya çalıştığı da tam olarak bu.

Kara delikler, aynı adadaki izler gibi, bizi karanlık yıldızlara götürüyor. Biz onları göremesek de, geride bıraktıkları ayak izleri var. Onlar, erken evrende varlıklarını bu karanlık madde yıldızlarına borçlu olmalılar.

1930'lardan bu yana bilim dünyasını heyecanlandıran karanlık madde, bizi şaşırtmaya ve evrenin bir çok gizemi üzerindeki sis perdesini kaldırmaya devam edecek gibi görünüyor.

Yazarın Diğer Yazıları

Varoluşun anahtarı: Higgs bozonu

Peter Higgs, 60 yıllık bekleyişinin o tarifsiz duygu seli içinde bir inanılmazı yaşıyordu. Onun kanıtlanması çok zor denilen öngörüleri nihayet doğrulanmıştı...

Kozmik Yumurta

Kozmik Yumurta ile kaosun içinde saklı ve kozmos olmayı bekleyen bir yumurtaya atıf yapılır. Bu yumurta, içinde kozmosu oluşturacak bir yaradılış tohumu barındırmaktadır

Uzay ne kadar soğuk?

Bugün evren, Büyük Patlama'dan kaynaklanan kozmik radyasyon "banyosu" içindedir ve evrenin sıcaklığı bu radyasyon ile karakterizedir