Evrenin en gizemli bileşenlerinden biri olan karanlık madde, yıllardır astrofizikçilerin çözmeye çalıştığı en büyük bilmecelerden biri olmayı sürdürüyor. Görülemeyen ancak galaksilerin hareketleri üzerindeki etkisiyle varlığı dolaylı olarak kanıtlanan bu madde, evrendeki toplam maddenin yaklaşık yüzde 85’ini oluşturuyor. Benzer şekilde, son derece hafif ve neredeyse hiç etkileşime girmeyen nötrinolar da evrenin erken dönemlerinden beri kozmik yapının şekillenmesinde rol oynuyor. Mevcut standart kozmoloji modeli, bu iki gizemli bileşenin birbirinden tamamen bağımsız olduğunu varsayıyor. Ancak Nature Astronomy’de yayımlanan yeni bir araştırma, bu yerleşik kabule ciddi bir meydan okuma getiriyor.
Polonya Ulusal Nükleer Araştırma Merkezi öncülüğünde, Sheffield ve Hawaii Üniversiteleri ile Çin’den çeşitli kurumların katkısıyla yürütülen çalışma, karanlık madde ile nötrinolar arasında zayıf da olsa bir etkileşim olabileceğine dair güçlü kanıtlar sunuyor. Araştırmacılara göre bu küçük momentum alışverişi, yalnızca parçacık fiziği açısından değil, evrenin nasıl bu şekilde oluştuğunu anlamak açısından da kritik bir rol oynayabilir.
Kozmolojinin Uzun Süredir Çözemediği S8 Gerilimi Mercek Altında
Bu çalışmanın merkezinde, kozmolojide bir süredir tartışma konusu olan “S8 gerilimi” yer alıyor. Büyük Patlama’dan kalan kozmik mikrodalga arka plan ışıması üzerinden yapılan ölçümler, evrenin zamanla çok daha kümelenmiş, yani galaksilerin daha yoğun yapılar oluşturmuş olması gerektiğini söylüyor. Ancak günümüz evrenine baktığımızda, madde dağılımının bu tahminlere kıyasla daha homojen olduğu görülüyor.
Araştırma ekibi, Planck uydusu ve Atacama Kozmoloji Teleskobu’ndan alınan erken evren verilerini, geç evren gözlemleriyle birleştirerek bu farkın kaynağını inceledi. Elde edilen sonuçlar, yaklaşık üç sigma seviyesinde istatistiksel anlam taşıyan bir etkileşime işaret ediyor. Bu gözlemlere göre, karanlık madde ile nötrinolar arasındaki yaklaşık 10⁻⁴ büyüklüğündeki zayıf bir etkileşim, evrendeki madde yoğunluklarının zamanla beklenenden daha az artmasına neden olmuş olabilir.
Çalışmanın yazarlarından Dr. Eleonora Di Valentino, bu bulgunun önemini şöyle özetliyor: “Karanlık madde ile nötrinoların etkileşime girmesi, erken evren ile bugünkü gözlemler arasındaki farkı açıklamak için güçlü bir aday sunuyor.” Bu yaklaşım, Einstein’ın Genel Görelilik teorisine dayanan standart kozmoloji modelinde önemli bir revizyon anlamına gelebilir.
Milyarlarca Yıllık Kozmik Tarih Simülasyonlarla Analiz Edildi
Çalışmanın başyazarı Dr. Lei Zu, bu etkileşimi ortaya çıkarabilmek için alışılmış yöntemlerin ötesine geçmek zorunda kaldıklarını belirtiyor. Araştırmada, doğrusal olmayan kozmik bozulmaları incelemek için 200’den fazla N-cisim simülasyonu kullanıldı. Buna ek olarak, makine öğrenimi tabanlı modeller sayesinde, bu zayıf etkinin evrenin farklı dönemlerinde madde dağılımını nasıl etkilediği hesaplandı.
Araştırmacılara göre karanlık madde-nötrino etkileşimi, galaksi oluşumunu baskılayan bir “sürtünme” etkisi yaratarak evrenin bugünkü daha az parçalı yapısını açıklayabilir. Çalışmanın ortak yazarlarından Dr. William Giarè, bu sonucun doğrulanması hâlinde parçacık fiziği için de somut bir yol haritası sunacağını vurguluyor. Giarè’ye göre bu bulgu, laboratuvar deneylerinde karanlık maddenin hangi özelliklerinin aranması gerektiğine dair önemli ipuçları sağlayabilir.
Araştırma ekibi, bu etkileşimin kesinliğinin önümüzdeki yıllarda yapılacak gözlemlerle test edilebileceğini söylüyor. Vera C. Rubin Gözlemevi ve Çin Uzay İstasyonu Teleskobu gibi yeni nesil teleskoplardan elde edilecek veriler, karanlık madde ile nötrinolar arasındaki bu olası bağın ya doğrulanmasını ya da tamamen dışlanmasını sağlayacak. Eğer sonuçlar teyit edilirse, bu keşif evrenin temel bileşenlerini anlama yolunda atılmış en önemli adımlardan biri olabilir.
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/karanlik-madde-ve-notrinolar-etkilesime-giriyor-olabilir–200863
