Karanlık madde hakkında ne biliyoruz? Prof. Dr. Durmuş Ali Demir yanıtladı
videosundan fısıltılanmıştır. Videoya ulaşmak için Linki kullanabilirsiniz https://www.youtube.com/watch?v=tAuY6l8suA4.
Hocam buyrun siz dinliyoruz. Ben de aslında slide göstermek isterim ama göstermeden önce bir şey söyleyebilir miyim? Emre hocam çok güzel tarif etti L2 noktasına oturuyor diye. Bu L2 5 tane noktamız var. L1, L2, L3, L4, L5. Bunların özelliği şey bu noktalarda çekim kuvveti çok zayıf. Koyduğunuz obje orada kalır normalde.
L3, L4, L5 stabil noktalar. Koyduğunuz muydu orada devam ederler dönmeye. Ama bu L2 stabil değil. Oraya koyduğunuz şey kayar. Dolayısıyla her 21 günde şey yapacak. Bir rukaya katacak ve düzeltecek kendisini. Dolayısıyla JWST’nin ömrünü etkileyen şeylerden birisi de bu olacak. Yakıt. Evet bu yakıt meselesi önemli olacak çünkü. Yoksa durduramazsınız yörüngede. O bakımdan bir şey olacak.
Belki 20 yıl sonra oraya bir yakıt ulaştırılabilirse. Tabii tabii hocamızın dediği gibi teknoloji ilerleyince belki bir şeyler transfer edilirse. Belki alombos kalırlar bir şey oraya. Olabilir yani. Eğer başka bir şey soksa ben geçebilir miyim? Buyurun geçinir hocam. Ben de. Ben birinci slide’dan başlayabilir miyim acaba? Hocamın slide NO2 arkadaşlar. Ben biraz fizik hocası mantığıyla konuşacağım galiba. Şimdi Emre hocanın söylediklerine ekleyecek çok bir şey yok. Sadece farklılıkları söyleyeceğim ya da vurgulayacağım. Işın hızlı sonlu olduğu için evrene baktığımızda hep geçmişi görüyoruz. Işın hızlı sonlu mu sabit mi? Sabit ve sonlu. Sabit ve sonlu. Sabit olması ayrı bir olay. O göreceliğin temeli. Ama sonlu olması daha da acayip bir şey çünkü evrene bakınca geçmişe bakıyoruz. Güneşe bakınca 8 dakika önceki halin…
Bu ışın hızının sonunu olduğu bir gün değişebilecek mi bir şey? Sanmam. Değişmez. Tabii ki belli malzeme ortamları da ışığı durdurabilirsiniz. Bu konuda da aynı. Işığı durdurursunuz. Mesela kara deliklerde zamanı durduruyoruz değil mi? Olay ufkunu geçince. Ama bu normal ortamlarda sanmam. Güneşe bakınca 8 dakika önceki halini en yakın yıldıza bakınca 4 yıl önceki halini görüyoruz.
Evrene bakınca da milyarlarca yıl önceki halini görüyoruz. JWST ya da James Webb uzay teleskopu bize şey verecek. Evrenin ilk aşamaları yani karanlık çağın bitiş dönemi, yıldızların oluştuğu ve yeni galaksilerin hani ortaya çıkış dönemini verecek. Hubble’ın yapamadığını yapacak bize. Gördüğünüz daha dünya yokken… Dünya çoktan yok. Güneş yok daha. Hiçbir şey yok.
Hiçbir şey yok daha. O dönemi verecek. Hatta içinde olduğumuz galaksi bile belki daha yok. Yani o konuda bilgim net değil ama belki o bile yok. Yani tam bir güvenli konuşamayacağım bu konuda. Bizi galaksi patlayacak ne yapacağım biliyor musun? O zaten o da galaksilerin olduğu zamanı. Galaksilerin ilk oluştuğu zamanı. Daha yeni oluştuğu zamanı. Diyelim ki 1 milyar civarı. Bebeklik dönemi. Infrared bandda 0.6 ile 28 micron arasında şey yapacak. Bu önemli bir şey.
Tam bu noktaları görecek ama yani şunu da iyi bilmek lazım. Demin hocamız da söyledi. Pozlama süresi, lenslerin çalışması çok önemli. Bu JWST aslında çok zorunlu bir şey. Çok zor bir şey. Niye? Çünkü infrared ışığı yakalamaya çalışıyor. Ama sonlu sıcaklığı olan bütün cisimler infrared ışığı saçıyor zaten. Kara cisim ışıması yapıyor. Ben de yapıyorum. Elimdeki kağıt da yapıyor. Herkes kara cisim ışıması.
Dolayısıyla sizin infrared ışığı tespit edip yakalamak için kullandığınız teleskopunuzun kendisi de zaten infrared ışığı saçıyor. Dolayısıyla çok soğuk tutmanız lazım. Kabaca 7 Kelvin’e inmeniz lazım ki sağlıklı bir şey elde edebilesiniz. 7 Kelvin santigrat ölçüsünden güzel bir fikir. Yani işte eksi 200, eksi 240’lar, eksi 200. Mutlak sıfıra yaklaşacaksınız yani. O kadar küçük şeylere inmeniz lazım. Onu soğuk tutmak. Onun için L2’ye oturmak zorunda. Çünkü dünyanın gölgesizliğinde kalması lazım. Dünyanın aydan faydalanmalı, gölgede kalmalı ki ışıktan o optik sistem etkilemez. Zaten arkasında bir perdesi var ışığı. Zaten evet çok sıkı bir perde yapıldı. Alüminyum foliyolardan yaptılar. Bildiğim kadarıyla ben tam şey değilim. Ve bu JWST eğer iyi gözlem yaparsa 13.5 milyar yıl geriye gidecek.
Ki kabaca 300 milyonluk dönem geliyor ama insanlar şey diyebilir. Ya 300 milyon ne ki? Hayır o 300 milyonluk dönem aslında karanlık çağ. Ne olduğunu çok bilmediğimiz bir dönem, rekombinasyon dediğimiz dönem. Yıldızlar o sırada oldu. Kuantum sıçramalarının gerçekten bir galaksiyi indükleyip indüklemediği. Nedir hocam kuantum sıçraması? Yani belirsizlik ilgisi gereğince çok kısa sürelerde kuantum sistemleri çok yüksek enerjilere çıkabilir.
Bu çok kısa sürede çok yüksek enerjiye çıktığı için o anda, o sırada, o süre içinde etrafta bulunan şeyleri çekim kuvvetiyle kendini toplayabilir. Eğer yeterince güçlüyse bu toplamanın olabilmesi elimizdeki mevcut bildiğimiz bizi oluşturan maddeyle olamıyor. Buna karanlık madde dediğimiz bir şey gerekiyor. Karanlık maddenin var olup olmadığını bu dönemdeki gözlemler bize söyleyecek. Onun için çok çok değerli.
En önemli işlemi bu mu olacak bize karanlık maddeni gibi? Yani bu dönemde bu oluşumu izlerken hakikaten karanlık madde var mı? Karanlık maddeyi doğrudan göremeyiz ışık saçmadığı için ama gravidasyonel olarak lensing olduğu için. Normalde önümde hiçbir şey görmüyorum ama bana gelen ışık arkadaki ışığı lensleme yapıyor. Karanlık maddenin de aynen madde gibi bir şey var mı? Füttesi var mı?
Einstein’a bakalım isterseniz ikinci slide’a geçelim. Oradan görürüz. İkinci slide’a geçebilir miyiz? Einstein’ın dediği çok basit. Bulunan bir ortamdayız. O ortamda uzay ve zamanın kumaşı bükülecek. Bu bükülme o ortamdaki ne diyelim biz buna enerji yoğunluğu, basınç, stres, streng gibi birçok nicilikleri içine alan bir kombinin etkisine bağlı. Ama basitçe ana fikriyle yazarsak eğrilik enerji yoğunluğuna eşit. Kavram bu. Tabi ki ben geometrik birimlerde konuşuyorum. Newton sabitini 1,1,8,P aldım. Işığın hızını 1 aldım bunu yazarken. Bu birimlerde bu böyle. Peki orada bir karadelik olsa ne kadar olucak? Karadeliğin de enerji yoğunluğunu buraya yazacaksınız. Hiç problem değil. Karadelik çözümünü veren şey sizin eğrilik kısmındaki metreyiniz. Metrik o forma alacak. Yani karadelik çözümü için metrik başka, yıldız çözümü için başka, evrenin kendisi için başka. Yani Einstein dengleminin özelliği metriğin kendisinin dinamik oluşu. Metrik ne diyebilirsiniz? Bizim uzay ve zaman yani mesafe ve zamanı ölçmek için kullandığımız alet edavak kutularının tamamı metrik. Ben ne yapıyorum? Tamam.
İkinci slayda, üçüncü slayda geçelim. Şimdi burada. Evreni tarif eden denklemi yazalım. Yine eğrilikimiz var. Eşiktir madde yoğunluğu artı karanlık madde yoğunluğu artı karanlık enerji yoğunluğu gibi üç kısımdan oluşuyor evrenimiz. Eğer Einstein denkleminleri doğruysa bu böyle olmak zorunda. Karanlık işleri çeviren iki kısım var burada. Bunlar olmak. Evet. Karanlık enerji evrenin yüzde yetmişi ve evrenin ümelenerek ya da hızlanarak büyümesine genişlemesine yol açan kısım. Karanlık madde eee eee galaksiyeteklerindeki yıldızların bildiğimiz yasalara yani Newton’un yasalarına aykırı olarak davranmalarını açıklamak için kullandığımız bir kısım ve galaksilerin oluşabilmesi için gerekli olduğunu bildiğimiz ya da düşündüğümüz kısım bu yüzde yirmi altı oluşturuyor.
Ve bizim bildiğimiz madde bizler sadece yüzde dört. Biz evrenin en az kısmı. Evrenin yüzde doksan altısı bilmiyoruz. Evet yüzde doksan altısı karanlık bir kısım. Karanlık bir kısım. Aynen öyle. Bütün bu yıllardır süren bilimsel çabalar yüzde dördün üzerinde. İnanın birçok araştırmacının ömrü karanlık madde ve karanlık enerjiyle geçiyor bunu anlamakla ilgili. Eee karanlık enerji sadece çekim kuvvetiyle etkileştiği için sadece çekim yoluyla görüyorsunuz. Karanlık maddeden umut şuydu. Çekim dışında da etkileşir bu. Yani zayıf etkileşme gösterir şu bu.
Şu ana kadar devam eden karanlık madde deneylerinin tümü. Etkileşim yok. Evet hiçbir şey bulamadı çünkü öyle gözüküyor ki bu da etkileşiyor. Sadece çekim yoluyla. Öyle bir görüntüsü var bilmiyorum. Devam edelim.
Bir sırayı. Bir sonraki arkadaşlar. Hı hı. Karanlık madde. He. Karanlık madde. Eee gerçekten de galaksilerin etrafına baktığımızda merkezden uzaklaşınca galaksilerin etrafındaki yıldızların hızı şu deneysel gözlemsel de olduğu gibi sabit kalıyor. Ama Newton’un denklemine göre böyle inmesi gerekiyor. Hı hı. Karanlık madde bunun için gerekiyor. Galaksilerin anormalarki. Yani oradaki farkı karanlık madde kapatıyor.
Evet aynen öyle. Biz etrafın ışık saçma madde tarafından kaplandığını aslında bir objenin kenarında değil de daha hala içinde olduğumuzu düşünüyoruz. Böylelikle açıklayabiliyoruz olayı. Bu bir açıklama olmuş oluyor. Galaksilerin yıldızların anormalarki ne açıklıyor. Galaksilerin oluşumu için gerekli çekim kuvveti dışındaki kuvvetlerle etkileşmiyor gözüküyor.
Bu gözüküyor çok önemli çünkü şu ana kadarki deneyler bunu gözlemlemediği için bize düşen tek açıklama bu olmuş oluyor şu an için.