Evrenimizin içinde ne var?

Avrupalı bilim insanları Dünya merkezli Evren teorilerini bırakalı yüzyıllar oldu. Son 30-40 yılda değişen bir inanç ise Evren’in içindeki her şeyin proton, nötron, elektron gibi maddelerden oluşması. Gözlemler bu tarz maddelerin Evren’in sadece yüzde 5’ini oluşturduğunu gösterdi. Peki geri kalan yüzde 95’inde ne var?

Bu sorunun detaylarına girmeden önce Evren derken neyi kastediyoruz kısaca bahsedelim. Evren terimi, uzay-zaman ve bu uzay-zamanın içinde bulunan her şeyi kapsıyor. Şu anda yaklaşık 13 milyar yıl yaşında olan Evren, birçok teoriye göre Büyük Patlama denilen olay ile başladı. Büyük Patlama sonrasında çok sıcak ve yoğun bir plazmadan oluşan Evren yaşlandıkça genişliyor ve soğuyor. Evren’i bir küre olarak, galaksilerin de kürenin içinde yaşadığını düşünürsek, Evren’in çapı yaklaşık 100 milyar ışıkyılı. (Işıkyılı ışığın bir yılda aldığı mesafe. Mesela güneşin ışınlarının bize gelmesi 8 dakika sürüyor.) Bu genişlik ‘gözlemlenebilir Evren’ için tanımlanıyor, yoksa Evren diyebileceğimiz yapı sonsuz da olabilir.

Sorumuza geri dönelim. Evrenin içinde ne var? Planck adlı teleskopla yapılan en son gözlemlere göre Evren’in içindekiler şöyle:

Yüzde 5 ‘Baryonik’ Madde:

Ağaçları, böcekleri, yıldızları ve yıldız tozlarını oluşturan, proton, nötron, vb gibi bildiğimiz maddelerden oluşan kısım. Bütün yıldızlar, süpernovalar, galaksiler, galaksi kümeleri… Hepsinin kütlesi Evren’in küçücük bir kısmını oluşturuyor!

Yüzde 27 Karanlık Madde:

1980’lerde Vera Rubin ve ekibi tarafından keşfedildi. Gözlemlere göre galaksilerdeki yıldızlar, Newton yerçekimi yasalarının beklediğinden daha hızlı dönüyorlar. Ekstra bir yerçekimi kaynağı gerektiren bu gözlemin en iyi açıklaması: Galaksinin her tarafına yayılmış, ışık saçmayan bir kütle, yani karanlık madde. Madde diyoruz çünkü yerçekimsel kuvvetini gözlemledik, yani bir kütlesi olmalı. Karanlık denmesinin sebebi ise elektromanyetik radyasyon (ışık) ile hiçbir etkileşiminin olmaması. Transparan demek daha iyi olurdu ama ismini değiştirmek için artık çok geç.

Dünyamızın etrafında karanlık madde mevcut, fakat yoğunluğu çok az. Bir Boeing 747’nin kapladığı alanda gramın milyarda birinin milyonda biri kadar karanlık madde bulunuyor. Parçacık fizikçilerini çok mutsuz eden bir diğer özelliği ise bildiğimiz madde ile neredeyse hiç etkileşmemesi. Bu iki sebepten ötürü henüz hiçbir parçacık deneyinde gözlemlenmedi. İş böyle olunca karanlık maddenin aslında ne olduğunu tanımlamak henüz imkânsız. Yine de karanlık maddenin ne olabileceğine dair yüzlerce teori ve bu teorileri test edecek onlarca deney mevcut.

Yüzde 68 Karanlık Enerji:

90’ların sonunda Evren’in sadece genişlemekle kalmayıp genişleme hızının ivmelendiği gösterildi. Bu ivmeyi karanlık enerji ile açıklıyoruz. Enerji diyoruz çünkü uzay-zaman üzerinde etkisi var. Karanlık sıfatı ise yine ışık saçmadığı için verilmiş. Evrendeki baryonik ve karanlık madde yoğunluğu Evren genişledikçe azalırken karanlık enerji yoğunluğu sabit kalıyor. Yani Evren genişledikçe yeni karanlık enerji de beraberinde geliyor! Einstein’ın denklemlerindeki ‘kozmolojik sabit’ terimi karanlık enerjinin kökeni olabilir ama tam olarak nedir ne değildir hiçbir fikrimiz yok. Fizikçiler için karanlık enerji konusunda spekülasyon yapmak bile zor.

Parçacık fizikçiler, astrofizikçiler ve kozmologların uykusuz gecelerini adadıkları gizem: Evren’in yüzde 95’ini oluşturan şeylerin ne olduğunu bilmiyoruz! Bu gizem bilim insanlarına başağrısı yanında heyecan da vermiyor değil.