Evrendeki Karanlık Maddenin Dağılımı Zamanda Her zamankinden Daha Geriye Haritalandı

Araştırmayı özetleyen sanatçı izlenimi.  SPK'dan gelen ışık, erken evrendeki karanlık maddenin dağılımıyla çarpıtılıyor

Araştırmayı özetleyen sanatçı izlenimi. Resim Kredisi: Reiko Matsushita

Karanlık madde, bizi beşe bir yapan normal maddelerden daha ağır basması gereken varsayımsal bir madde biçimidir. Aletlerimiz tarafından görülmez ve etkileri ancak yerçekimi ile gözlemlenebilir. Standart bir yaklaşım, varlığının uzak galaksilerin ışığını nasıl bozduğuna bakarak dağılımını ölçer. Bu yöntemin etkili olmasına rağmen, geçmişe ne kadar geriye bakabileceği konusunda sınırlamaları vardır: çoğu durumda 8 milyar yıl öncesine kadar. Şimdi bu, 12 milyar yıl öncesine kadar uzatıldı.

Devasa nesneler, etraflarındaki uzay-zamanı bükerek ışığı bükerek arkalarındaki uzaktaki nesneler üzerinde bir mercek gibi davranır. En büyükleri yaratabilir uzak galaksilerin muhteşem lensli görüntüleri. Daha küçük olanlar daha küçük bozulmalar yaratır, ancak bunları ölçerek, mercekli bir galaksideki kütle dağılımını tam olarak yeniden oluşturabiliriz. Bu sayede gökbilimciler görünmez karanlık maddeyi görebilirler.

Bu yaklaşım, çok şeyiniz olduğu sürece işe yarar. parlak arka plan galaksiler ve galaksiler ışıklarını bize yakınlaştırıyorlar. Bu nedenle, evrenin derinliklerine – yani geçmişe – bakmak bir sınır yaratır: Büyük Patlama’dan birkaç yüz milyon yıl sonra oluşan ilk galaksiler ve o kadar da parlak değillerdi.

Raporlama Fiziksel İnceleme Mektupları, Nagoya Üniversitesi’ndeki bilim adamlarının liderliğindeki bir işbirliği, aynı yönteme yeni bir şekilde yaklaştı ve karanlık maddenin galaksiler etrafındaki dağılımını 12 milyar yıl önce ortaya çıkardı. Uzak galaksilerin ışığının bozulmasını aramadılar, bunun yerine evrendeki ilk ışığa baktılar: kozmik mikrodalga arka planı (CMB).

SPK, tüm kozmosa nüfuz eden bir emisyondur. Büyük Patlama’dan yaklaşık 380.000 yıl sonra, evren nihayet ışığın madde tarafından emilmeden hareket edebileceği kadar soğuktu; böylece, bu ışık özgürdü. Evren genişledikçe, dalga boyu mikrodalgalara kadar uzadı, ancak yine de büyük nesnelerin yerçekiminden etkileniyor. Böylece, CMB’de merceklenmeyi ölçerek, araştırmacılar karanlık maddenin dağılımını zamanda daha geriye ve uzayın derinliklerine itmeyi başardılar.

“Uzak galaksilerin etrafındaki karanlık maddeye bakın? “Çılgınca bir fikirdi. Gözlemlerin çoğunu yapan Tokyo Üniversitesi’nden Profesör Masami Ouchi, bunu yapabileceğimizi kimse fark etmemişti. Beyan.

“Ama büyük bir uzak galaksi örneği hakkında bir konuşma yaptıktan sonra, Hironao [Miyatake, research lead] bana geldi ve SPK ile bu galaksilerin etrafındaki karanlık maddeye bakmanın mümkün olabileceğini söyledi.”

Tokyo Üniversitesi Kozmik Işın Araştırma Enstitüsü’nden Yardımcı Doçent Yuichi Harikane, “Çoğu araştırmacı, günümüzden 8 milyar yıl öncesine kadar karanlık madde dağılımını ölçmek için kaynak gökadaları kullanıyor” diye ekledi. “Ancak, karanlık maddeyi ölçmek için daha uzaktaki SPK’yı kullandığımız için geçmişe daha yakından bakabiliriz. İlk kez, evrenin neredeyse ilk anlarından itibaren karanlık maddeyi ölçüyorduk.”

En merak uyandıran bulgu, karanlık maddenin yığınsallığının ölçülmesidir. Evren hakkındaki anlayışımızın temelini oluşturan standart kozmoloji veya Lambda-CDM modeline göre, karanlık madde, zamanla galaksilerin oluştuğu aşırı yoğunluk bölgelerini oluşturur. Ancak, bu çalışmadaki hantallık ölçümü teorinin öngördüğünden daha düşüktür.

Nagoya Üniversitesi’nden Miyatake, “Bulgumuz hala belirsiz” dedi. “Ancak bu doğruysa, zamanda geriye gittiğinizde tüm modelin kusurlu olduğu anlamına gelir. Bu heyecan verici çünkü sonuç, Belirsizlikler azalırsa, karanlık maddenin doğasına dair içgörü sağlayabilecek modelde bir gelişme önerilebilir.”

Princeton Üniversitesi’nde yardımcı araştırma görevlisi Andrés Plazas Malagón, “Bu noktada, Lambda-CDM modelinin evrende sahip olduğumuz gözlemleri gerçekten açıklayıp açıklayamayacağını görmek için daha iyi veriler elde etmeye çalışacağız” dedi. “Sonuç olarak, bu modele giren varsayımları tekrar gözden geçirmemiz gerekebilir.”

Ekip, SPK için Avrupa Uzay Ajansı’nın Planck gözlemevinden gelen verileri ve Subaru Hyper Suprime-Cam Anketi’nden (HSC) gelen gözlemleri kullandı. HSC verilerinin yalnızca üçte biri analiz edildi, bu nedenle ekip şimdi bunu tamamlamak için çalışıyor.

Leave a Reply

Your email address will not be published.