Karanlık Maddenin Doğası İçin Yeni Bir Teori

Mark Garlick/Science Photo Library

Işıkla etkileşmediği için doğrudan görülemeyen karanlık madde, kozmolojinin standart modelinde önemli bir yer tutuyor. Evrendeki toplam maddenin %85’ini, toplam madde ve enerjininse %25’ini karanlık madde oluşturuyor.

Bugün karanlık maddenin doğasının ne olduğu hâlâ bilinmiyor. Öne sürülmüş çeşitli hipotezler olsa da herhangi birini doğrulayan deneysel ya da gözlemsel veri bulunmuyor.

Dartmouth College’dan Guaming Liang ve Robert Caldwell, karanlık maddenin doğası ile ilgili yeni bir teori öne sürdü. Yeni teoriye göre Büyük Patlama’dan hemen sonra aşırı düşük kütleli ve ışık hızına yakın hızlarla hareket eden parçacıklar vardı. Tıpkı mıktanısların kuzey ve güney kutuplarının birbirini çekmesine benzer biçimde, zıt yönlerde spinlere sahip parçacıkların birbirine doğru çekilmesiyle bu parçacıklar çiftler hâlinde bir araya geldi. Parçacık çiftlerinin zamanla enerji kaybetmesiyle bir “faz dönüşümü” gerçekleşti ve karanlık maddeyi oluşturan düşük hızlarla hareket eden, ağır parçacıklar ortaya çıktı.

Yeni teori, karanlık maddeye dönüşen farazi bir parçacığın varlığını öne sürüyor. Atom altı parçacıkların benzer dönüşümler gerçekleştirdiği zaten biliniyor. Örneğin süperiletkenlik, elektronların Cooper çiftleri olarak adlandırılan çiftler oluşturmasıyla ortaya çıkıyor. Araştırmacılar Cooper çiftlerinin varlığını öne sürdükleri teorideki parçacıkların karanlık maddeye dönüşebileceğini destekleyen bir bulgu olarak görüyor.

Yeni teorinin daha önceleri öne sürülmüş hipotezlerden önemli bir farkı, var olan gözlemsel verilerle test edilebilir olması. Araştırmacıların karanlık maddeyi oluşturduğunu öne sürdükleri aşırı düşük enerjili farazi parçacıklar kozmik artalan ışımasında iz bırakmış olmalı. Dolayısıyla Büyük Patlama’dan artakalmış, tüm evreni neredeyse homojen bir biçimde dolduran bu ışıma ile ilgili verileri analiz ederek yeni teorinin doğruluğu ya da yanlışlığı hakkında bir fikir edinilebilir. Detaylı bilgiye Physical Review Letters’ta yayımlanan makaleden ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar:

Liang, G. ve Caldwell, R. R., “Cold Dark Matter Based on an Analogy with Superconductivity”, Physical Review Letters, Cilt 134, Makale No: 191004, 2025.