Evrenin yaklaşık yüzde 85’ini oluşturduğu varsayılan, gizemli ve “kayıp” kütle olan karanlık unsur hakkında bilmediklerimiz hala hayli fazla. Fizikçiler, bu görünmez unsurun varlığından emin olsalar da, onun tam olarak nasıl davrandığı uzun müddettir bir sırdı. Yeni bir araştırma, karanlık husus hakkındaki en değerli varsayımlardan birini doğruluyor. Tıpkı bildiğimiz öbür hususlar üzere, karanlık unsur de yer çekiminden etkileniyor ve bu tesirler üzerinden tespit edilebiliyor.
Nature Communications mecmuasında yayımlanan çalışma için araştırmacılar, galaktik kırmızıya kayma datalarını, yani galaksiler bizden uzaklaştıkça dalga uzunluklarında meydana gelen kaymaları ayrıntılı bir matematiksel tahlilden geçirdi. Bu tahlilde, Dark Energy Survey’in birinci üç yıllık ölçümleri ile çeşitli spektroskopik çalışmalardan elde edilen datalar birleştirildi. Bilim insanları, kozmolojik bilgilerin yer çekimi kuvvetine ve astrofizikçilerin genel görelilik tesirlerini hesaplamak için kullandığı Euler denklemlerine ne kadar uyduğunu inceledi.
Sonuçlar, karanlık hususun de cihandaki öbür her şey üzere, yer çekimi kurallarına nazaran davrandığı fikrini güçlü bir halde destekledi. Lakin bu keşfin yanı sıra takım, şayet gerçekse karanlık husus arayışını kökten değiştirebilecek gizemli bir beşinci kuvvetin varlığına dair küçük bir ihtimal de buldu.
Uzay – vaktin çukurları ve gizemli beşinci kuvvet
Araştırmacılar, çalışmalarında kütle çekim kuyularına odaklandı. Bunlar, devasa gök cisimlerinin yer çekimi kuvvetinin neden olduğu, uzay-zaman dokusundaki büyük “çukurlar” olarak tanımlanabilir. Grup, bu kütle çekim kuyularının varlığının, galaksilerin suratlarındaki değişimlere (kırmızıya kayma datalarıyla temsil edilir) nasıl yol açtığını izledi.
Çalışmanın muharrirlerinden, Cenevre Üniversitesi’nden fizikçi Camille Bonvin, “Eğer karanlık husus beşinci bir kuvvete tabi değilse, çoğunlukla karanlık husustan oluşan galaksiler, tıpkı sıradan husus üzere, büsbütün yer çekimi kurallarına uyarak bu kuyuların içine düşecektir” diyor. Yani, şayet karanlık husus yer çekiminden muaf olsaydı, galaksiler kütle çekim dalgalarıyla farklı formlarda etkileşime girecekti. Lakin takımın hesaplamaları, galaktik hareketlerin hakikaten genel göreliliğe ve Euler denklemlerine uyduğunu gösterdi; bu da karanlık husus için de tıpkı durumun geçerli olma mümkünlüğünün yüksek olduğu manasına geliyor.
Çalışmanın bir başka kısmı, karanlık husus üzerinde tesirli olabilecek bilinmeyen bir “beşinci” kuvvetin mümkünlüğünü değerlendirmekti. Şu ana kadar fizikçiler, tüm unsurların davranışını yöneten dört temel kuvveti (yer çekimi, elektromanyetizma, güçlü ve zayıf nükleer kuvvetler) doğruladı.
Peki, karanlık unsur farklı olabilir mi?
Araştırmacıların sonuçları, bu ihtimal için zayıf bir “belki” oldu. Baş müellif Nastassia Grimm, kesin sonuçların “henüz bilinmeyen bir kuvvetin varlığını büsbütün dışlamadığını” kabul etti. Lakin bu türlü bir kuvvet varsa, kuvvetinin yer çekiminin gücünün yüzde 7’sini aşamayacağını, aksi takdirde gözlemlerde çoktan ortaya çıkmış olması gerektiğini de ekledi. Tekrar de, bu beşinci kuvvetin var olma ihtimali düşük olsa bile, var olması durumunda yalnızca Euler denklemini bozmakla kalmayıp, tıpkı vakitte yoğunluk dalgalanmalarının ve yer çekimi potansiyellerinin evrimini de etkileyeceği belirtiliyor. Basitçe söylemek gerekirse, beşinci bir kuvvetin varlığı, astrofizikçilerin galaksileri inceleme biçiminde büsbütün yeni bir kıymetlendirme yapılmasını gerektirecek.
Araştırmacılar, bunun büyük bir bilimsel keşif mi yoksa bir kabus mu olacağından şimdi emin değiller. Lakin Vera C. Rubin Gözlemevi’nden ve Dark Energy Survey’den gelecek yeni bilgilerle bu mümkünlüğü daha derinlemesine inceleme fırsatı bulmayı umuyorlar.
