12 Milyar yıl önce: Galaksilerin etrafındaki en eski karanlık madde dağılımı

Japonya’daki Nagoya Üniversitesi'nde çalışan bilim insanlarının öncülüğünde yürütülen bir araştırmada, galaksileri çevreleyen karanlık maddenin tabiatı 12 milyar yıl önceki haliyle incelenmiş. Araştırmacıların milyarlarca yıl öncesini kapsayan yeni çalışması, zamanda hiç olmadığı kadar geri gitmeyi sağlıyor. Physical Review Letters bülteninde sunulan bulgular, evrenimizin ilk zamanlarını incelerken evrenbilimin temel kurallarının değişebileceği ihtimalini gösteriyor.

Böylesine uzun süre önce gerçekleşen bir şeyi görmek kolay değil. Işığın sınırlı hızı sebebiyle, uzaktaki galaksileri bugün oldukları haliyle görmüyor ve milyarlarca yıl önceki hallerini görüyoruz. Fakat çok daha zor olan bir şey var ki, o da ışık yaymayan karanlık maddeyi gözlemlemek.

Uzakta yer alan kaynak bir galaksiyi düşünün; hatta birinin karanlık maddesini incelemek istediği galaksiden çok daha uzakta olsun. Einstein’ın genel görelilik kuramında tahmin ettiği üzere arka plandaki bu galaksinin kütleçekim kuvveti, galaksinin karanlık maddesi de dahil olmak üzere etrafındaki uzay ve zamanı bozar. Kaynak galaksiden çıkan ışık bu bozulmadan geçtiği için bükülür ve galaksinin görünen şeklini değiştirir. Karanlık madde miktarı ne kadar büyük olursa, bozulma da o denli fazla olur. Bu yüzden bilim insanları, oluşan bozulmaya bakarak arka plandaki galaksinin (“mercek” galaksi) etrafında bulunan karanlık madde miktarını ölçebiliyorlar.

Fakat bilim insanları belli bir noktadan sonra bir sorunla karşılaşıyor. Evrenin en derin kısımlarında yer alan galaksiler inanılmaz derece soluk görünüyor. Sonuç olarak Dünya’dan ne kadar uzağa bakarsak, bu yöntemin etkisi de o kadar azalıyor. Merceklenme bozulması, çoğu durumda çözmesi ve tespit etmesi zor bir yöntem. Bu sebeple sinyalin tespit edilmesi için çok sayıda arka plan galaksisi gerekiyor.

Önceden yürütülen çoğu çalışmada, bilim insanları aynı sınırlarda takılı kalmış. Uzaklarda bu bozulmayı ölçecek kadar kaynak galaksi tespit edemeyen araştırmacılar, yalnızca 8-10 milyar yıl öncesindeki karanlık maddeyi analiz edebilmiş. Karşılaşılan sınırlamalar, söz konusu tarih ile evrenimizin başlangıcı civarındaki 13,7 milyar yıl öncesi arasında karanlık maddenin nasıl dağıldığı sorusunu cevapsız bırakmış.

Şimdiyse Nagoya Üniversitesi'nde çalışan Hironao Miyatake’nin öncülük ettiği bir araştırma takımı, Tokyo Üniversitesi, Japonya Ulusal Gökbilim Gözlemevi ve Princeton Üniversitesi’yle işbirliği yaparak bu güçlüğün üstesinden gelmek ve karanlık maddeyi evrenin en uzak kısımlarında gözlemlemek üzere farklı bir arka plan ışığı kaynağı kullanmış. Bu ışık, Büyük Patlama’nın kendisinden çıkan mikrodalga ışıklar.

Çalışma sonucunda araştırmacılar, evrenin başlangıcından sadece 1,7 milyar yıl sonrasına ait karanlık maddeyi gözlemlemeyi başarmışlar.

Kaynak: Nagoya Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.