Dark Matter, ilk önerildiğinden beri bir gizemdi. Bilim adamları, varlığına dair doğrudan bir kanıt bulmaya çalışmanın yanı sıra, son birkaç on yılı nasıl çalıştığını açıklamak için teorik modeller geliştirerek de harcadı. Son yıllarda, popüler kavram, Karanlık Maddenin “soğuk” olduğu ve Planck görev verilerinin desteklediği bir gözlem olan Evren'deki kümelere dağıtıldığı yönünde olmuştur.
Bununla birlikte, uluslararası bir araştırmacılar ekibi tarafından üretilen yeni bir çalışma farklı bir tablo çiziyor. Kilo Derecesi Araştırması (KiDS) verilerini kullanarak, bu araştırmacılar milyonlarca uzak galaksiden gelen ışığın maddenin en büyük ölçekler üzerindeki yerçekimi etkisinden nasıl etkilendiğini incelediler. Buldukları şey, Kara Maddenin daha önce düşünülenden daha uzağa düzgün bir şekilde dağıldığıydı.
Son beş yıldır, KiDS araştırması, güney gece gökyüzünün 1500 kare derecesini incelemek için ESO’nun Şili'deki La Silla Paranal Gözlemevi'ndeki en büyük teleskop olan VLT Anket Teleskopunu (VST) kullanıyor. Bu alan hacmi, zayıf yerçekimi lensleri ve fotometrik kırmızıya kayma ölçümleri kullanılarak dört bantta (UV, IR, yeşil ve kırmızı) izlenmiştir.
Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi ile tutarlı olarak, yerçekimi mercekleme, büyük bir nesnenin yerçekimi alanının ışığı nasıl bükeceğini incelemeyi içerir. Bu arada, kırmızıya kayma, ışıklarının spektrumun kırmızı ucuna doğru ne kadar kaydırıldığını ölçerek diğer galaksilerin kendimizden uzaklaşma hızını ölçmeye çalışır (yani dalga boyu uzadıkça daha hızlı olur).
Yerçekimi mercekleme özellikle Evrenin nasıl ortaya çıktığını belirlerken yararlıdır. Lambda Soğuk Karanlık Madde (Lambda CDM) modeli olarak bilinen mevcut kozmolojik modelimiz, Karanlık Enerjinin Evrenin genişlemesinde geç zaman ivmelenmesinden sorumlu olduğunu ve Karanlık Maddenin sorumlu olan büyük parçacıklardan oluştuğunu belirtmektedir. kozmolojik yapı oluşumu için.
Kozmik şeffaf olarak bilinen bu teknikte küçük bir varyasyon kullanarak, araştırma ekibi, evrendeki en büyük yapıların (üstkümeler ve filamanlar gibi) varlığıyla nasıl çarpılacağını belirlemek için uzak galaksilerden gelen ışığı inceledi. Dr. Hendrik Hildebrandt - Argelander Astronomi Enstitüsü'nden (AIfA) bir astronom ve makalenin baş yazarı - Space Magazine'e e-posta yoluyla şunları söyledi:
“Genellikle bir kişi bu ışık sapmasına neden olan bir galaksi kümesi gibi büyük bir kütle olduğunu düşünür. Ancak tüm Evrende de madde vardır. Uzak galaksilerden gelen ışık, bu büyük ölçekli yapı tarafından sürekli saptırılıyor. Bu, gökyüzüne yakın gökadaların aynı yöne “işaret” etmesiyle sonuçlanır. Bu küçük bir etkidir ancak büyük gökada örneklerinden elde edilen istatistiksel yöntemlerle ölçülebilir. Gökadaların aynı yöne ne kadar güçlü “işaret ettiğini” ölçtüğümüzde, bundan büyük ölçekli yapının istatistiksel özelliklerini çıkartabiliriz, ör. ortalama madde yoğunluğu ve maddenin ne kadar güçlü bir şekilde toplandığı / kümelendiği. ”
Bu teknik kullanılarak araştırma ekibi, gökyüzünün yaklaşık% 1'ine karşılık gelen 450 kare derecelik KiDS verilerinin bir analizini gerçekleştirdi. Bu uzay hacmi içinde, yaklaşık 15 milyon galaksiden gelen ışığın, Dünya ile aralarındaki tüm madde ile nasıl etkileşime girdiğini gözlemledi.
VST tarafından elde edilen son derece keskin görüntüleri gelişmiş bilgisayar yazılımı ile birleştiren ekip, kozmik makaslamadan yapılmış en hassas ölçümlerden birini yapabildi. İlginçtir ki, sonuçlar ESA'nın bugüne kadar Evrenin en kapsamlı haritacısı olan Planck misyonu tarafından üretilenlerle tutarlı değildi.
Planck misyonu, Kozmik Mikrodalga Arkaplanı (SPK) hakkında harika ayrıntılı ve doğru bilgiler sağlamıştır. Bu, gökbilimcilerin erken Evreni haritalamalarına ve bu dönemde maddenin nasıl dağıldığına dair teoriler geliştirmelerine yardımcı oldu. Hildebrandt'ın açıkladığı gibi:
“Planck, birçok kozmolojik parametreyi, kozmik mikrodalga arka planının sıcaklık dalgalanmalarından, yani Big Bang'den 400.000 yıl sonra meydana gelen fiziksel işlemlerden mükemmel bir hassasiyetle ölçer. Bu parametrelerden ikisi Evrenin ortalama madde yoğunluğu ve bu maddenin ne kadar güçlü bir şekilde toplandığının bir ölçüsüdür. Kozmik makaslama ile, bu iki parametreyi de ölçüyoruz ama çok daha sonraki kozmik zamanlar (birkaç milyar yıl önce veya Big Bang'den ~ 10 milyar yıl sonra), yani daha yakın geçmişimizde. ”
Ancak, Hildebrandt ve ekibi, bu parametreler için Planck'ın bulduklarından önemli ölçüde daha düşük değerler bulmuşlardır. Temel olarak, kozmik kesme sonuçları, Evren'de daha az madde olduğunu ve Planck sonuçlarının öngördüğünden daha az kümelenmiş olduğunu göstermektedir. Bu sonuçların önümüzdeki yıllarda kozmolojik çalışmalar ve teorik fizik üzerinde bir etkisi olması muhtemeldir.
Haliyle, Kara Madde standart yöntemler kullanılarak tespit edilemez. Kara delikler gibi, varlığı da sadece görünür madde üzerindeki gözlemlenebilir yerçekimi etkilerinden çıkarılabilir. Bu durumda, varlığı ve temel doğası, son 13.8 milyar yılda Evrenin evrimini nasıl etkilediğiyle ölçülür. Ancak sonuçlar çelişkili göründüğü için, gökbilimcilerin daha önce sahip oldukları bazı kavramları yeniden gözden geçirmesi gerekebilir.
Hildebrandt, “Birkaç seçenek var: Evrenin baskın bileşenlerini (karanlık madde ve karanlık enerji) anlamadığımız için her ikisinin özellikleri ile oynayabiliriz” dedi. “Örneğin, farklı karanlık enerji formları (Einstein’ın“ kozmolojik sabiti ”olan en basit olasılıktan daha karmaşık) ölçümlerimizi açıklayabilir. Bir başka heyecan verici olasılık, bunun Evren ölçeğindeki yerçekimi yasalarının Genel Görelilik'ten farklı olduğunun bir işaretidir. Şimdilik tek söyleyebileceğimiz, bir şeyin tam olarak doğru olmadığı görünüyor! ”
