Karanlık madde nedir? Modern astronominin en şaşırtıcı sorularından biri. Karanlık maddenin orada olduğunu biliyoruz, çünkü galaksilerden tüm evrenin evrimine kadar her şey üzerindeki bariz yerçekimi etkisini görebiliyoruz, ancak bunun ne olduğunu bilmiyoruz dır-dir. En iyi tahminimiz, normal maddeyle çok sık konuşmak istemeyen bir çeşit tuhaf yeni parçacık olmasıdır (aksi takdirde şimdiye kadar görürdük). Bir olasılık, bunun bir eksen olarak bilinen egzotik bir varsayımsal parçacık olması ve bir gökbilimciler ekibi, bu garip yeni kozmik yaratıka bir göz atmaya çalışmak için kara deliklerden başka bir şey kullanmıyor.
Aks Gündemi
Size karşı dürüst olacağım, aksların olup olmadığını bilmiyoruz. Yüksek enerji fiziğinde bir bilmeceyi açıklamak için icat edildi. Doğada belirli bir simetri vardır, burada çok sayıda atomaltı parçacık içeren rastgele bir etkileşimde bulunur ve herkesin karşı işareti için elektrik yüklerini kapatır ve aynayı aynada çalıştırırsanız, tam olarak aynı sonucu alırsınız. Bu, yük ve eşlik simetrisi veya kısaca CP simetrisi olarak bilinir.
Bu simetri, doğmadığı her yerde, hariç tutulduğu zaman, zayıf nükleer kuvvet durumunda olduğu gibi, bu simetriyi ne zaman hissedilirse ihlal edebilir.
Muhakeme, güçlü nükleer gücün tüm haklarıyla bunu ihlal etmesi gerektiğidir. Matematikte CP-simetrisini çok açık bir şekilde kıran terimler vardır, ancak deneylerimizin hiçbirinde güçlü nükleer kuvvetle simetri kırıldığını görmüyoruz. Bu yüzden, kırılması gerektiğinde bu simetriyi düzeltmek için bir şeyler olmalı.
Cevap - ya da en azından bir potansiyel cevap - aksiyon adı verilen yeni bir parçacık türüdür. Aksiyon, kuvvetteki belirli bir dengeyi geri yükler (evet, burada Yıldız savaşları referansının farkındayım), böylece CP simetrisi korunur ve herkes günlük yaşamlarına devam edebilir. Elbette bugüne kadar yapılan deneyler aksonun varlığını doğrudan ortaya koymadı ve aksanın sahip olabileceği bir dizi olası kütle ve özellik var.
Olası izin verilen kütleler ve aksın özellikleri aralığında, dikkate değer bir şey meydana gelir. Eğer evreni karanlık madde ile doldurmak istiyorsak, o karanlık maddenin belirli özelliklere sahip olması gerekir. Normal madde ile çok sık etkileşemez ve hatta kendisiyle de çok sık etkileşemez. Ayrıca, çok fazla olması gerekiyor ve çok istikrarlı ve uzun ömürlü olması gerekiyor. Olası aksyon özelliklerinin bir kısmının, varsayımsal parçacığın karanlık madde için bir aday olmasına izin verdiği ortaya çıkıyor.
Kara Eksen
Aksonun karanlık madde olmasına izin verirsek, genel olarak bilinen tüm karanlık madde gözlemlerini açıklayabilir. Galaksilerin içindeki dönme eğrilerini açıklayabilir. Gökada kümelerinin içindeki gökadaların hareketlerini açıklayabilir. Kozmik mikrodalga arka planının gözlemlerine uyacak şekilde Evrenin başlarında yeterli miktarda üretilebilir. Ve bunun gibi.
Dahası, gökada göbeklerindeki akslar, ilk önce kızarmak için çok kütleli bir kara delik gibi görünen tek bir büyük top oluşturacak kadar sıkı bir şekilde bir araya gelebilir. Küçük olacak, ışıkla etkileşime girmeyecek ve inanılmaz derecede büyük olacaktı. Event Horizon Telescope'un son gözlemleri bize başka bir galaksideki dev bir kara deliğin gerçek bir resmini verirken, bu eksen eksenlerinin hala Evren'deki galaksilerin derinliklerinde gizlendiği anlamına gelmez. Ve bu olası aks çekirdeği ile onların özelliklerini ele alabiliriz.
Kara Delikler Anahtar
Event Horizon Telescope'un yanı sıra, süper kütleli kara delikler hakkında doğrudan gözlemimiz yok. Sadece etrafında dönen ve etrafta dolaşan malzemeleri görebiliyoruz. Ve bu malzemenin özelliklerinden, kara deliklerin boyutunu ve kütlesini tahmin edebiliriz. Bu tekniklerle, onlarca yıl boyunca çok garip bir ilişki ortaya çıkardık: daha büyük gökadalar merkezlerinde daha büyük kara delikler barındırıyor. Bu ilişki aslında nispeten sıkı ve kara deliklerin bir şekilde ev sahibi galaksileriyle birlikte geliştiğini söylüyor.
Ama dediğim gibi, karadelikleri doğrudan gözlemleyemiyoruz. Yani kara delik olmayabilirler. Bu galaksilerin merkezlerinde saklanan akson çekirdeği olabilirler. Eğer durum buysa, kara deliklerin ev sahibi galaksileriyle birlikte geliştiği değil, bu aks göbekleri ev sahibi galaksileriyle birlikte evrimleşti. Galaksi ne kadar büyükse, barındırdığı daha fazla aks karanlık madde ve merkezdeki aksyon çekirdeği o kadar büyük olur.
Bu, merkezi karanlık nesne (ister karadelik ister aks çekirdeği olsun) ile galaksinin kendisi arasındaki ilişkiyi, eksenlerin özelliklerini kısıtlamak için kullanabileceğimiz anlamına gelir. Bu işe yarar, çünkü eğer eksen parçacık kütlesi ile oynamaya başlarsanız, o zaman bu, ana gökada ile ilişkiyi değiştirecek bir çekirdek oluşturmak için ne kadar kolay toplanabileceğinizi etkiler.
Bir gökbilimciler ekibi kısa süre önce kara delikler ve galaksiler arasındaki ilişkiyi tam olarak bunu yapmak için kullandılar ve gelecekteki deneylere ve doğrudan aramalara rehberlik edecek olan aksyon parçacık kütlesine bazı üst sınırlar koyabildi. Eksen evrendeki karanlık maddeden sorumlu mudur? Umarım bir gün duruma biraz ışık tutabiliriz.
Devamını oku: “Eksen çekirdeği - halo kütlesi ve kara delik-halo kütle ilişkisi: birkaç parsek ölçek üzerindeki kısıtlamalar”
