Araştırmacılar, 2023 Ulusal Astronomi Toplantısında sunulan bulgulara göre, birleşen karadeliklerden gelen yerçekimi dalgalarının gözlemlenmesinin karanlık maddenin doğasına dair yeni bilgiler sağlayabileceğini ortaya çıkardı. Uluslararası ekip, farklı karanlık madde türleri ile simüle edilmiş evrenlerde yerçekimi dalgası sinyallerinin oluşumunu incelemek için bilgisayar simülasyonlarını kullandı. Yeni nesil gözlemevleri tarafından tespit edilen kara delik birleşme olaylarının sayılmasının, karanlık maddenin diğer parçacıklarla etkileşime girip girmediğini gösterebileceğini öne sürüyorlar.
2023 Ulusal Astronomi Toplantısında sunulan bilgisayar simülasyonlarına göre, birleşen kara deliklerden gelen yerçekimi dalgaları karanlık maddenin doğasını ortaya çıkarabilir.
Uluslararası bir kozmolog ekibi, bilgisayar simülasyonlarını kullanarak, yerçekimi dalgaları kara deliklerin birleşmesi, karanlık maddenin gerçek doğasını ortaya çıkarabilir. Bulguları, University College London’dan ortak yazar Dr. Alex Jenkins tarafından Cardiff’teki 2023 Ulusal Astronomi Toplantısında sunuldu.
Ekip, farklı karanlık madde türleri ile simüle edilmiş evrenlerde yerçekimi dalgası sinyallerinin üretimini incelemek için bilgisayar simülasyonlarını kullandı. Bulguları, yeni nesil gözlemevleri tarafından tespit edilen kara delik birleştirme olaylarının sayısını saymanın, bize karanlık maddenin diğer parçacıklarla etkileşime girip girmediğini söyleyebileceğini ve bize onun neyden yapıldığına dair yeni bilgiler verebileceğini gösteriyor.
Kozmologlar genellikle karanlık maddeyi, evren anlayışımızdaki en büyük eksik parçalardan biri olarak görürler. Karanlık maddenin Evrendeki tüm maddenin %85’ini oluşturduğuna dair güçlü kanıtlara rağmen, şu anda onun altında yatan doğası hakkında bir fikir birliği yok. Bu, karanlık madde parçacıklarının atomlar veya nötrinolar gibi diğer parçacıklarla çarpışıp çarpışamayacağı veya bunların içinden etkilenmeden doğrudan geçip geçemeyeceği gibi soruları içerir.
Bunu test etmenin bir yolu, hale adı verilen yoğun karanlık madde bulutlarında galaksilerin nasıl oluştuğuna bakmaktır. Karanlık madde nötrinolarla çarpışırsa, karanlık madde yapısı dağılır ve daha az galaksi oluşmasına neden olur. Bu yöntemin sorunu, kaybolan herhangi bir galaksinin çok küçük ve bizden çok uzakta olmasıdır, bu nedenle mevcut en iyi teleskoplarla bile orada olup olmadıklarını görmek zordur.
Bu çalışmanın yazarları, kayıp gökadaları doğrudan hedeflemek yerine kütleçekim dalgalarını bolluklarının dolaylı bir ölçüsü olarak kullanmayı önermektedir. Simülasyonları, karanlık maddenin diğer parçacıklarla çarpıştığı modellerde, uzak evrende önemli ölçüde daha az kara delik birleşmesi olduğunu gösteriyor. Bu etki, mevcut yerçekimi dalgası deneyleri tarafından görülemeyecek kadar küçük olsa da, şu anda planlanmakta olan yeni nesil gözlemevleri için birincil hedef olacaktır.
Yazarlar, yöntemlerinin Evrenin büyük ölçekli yapısını keşfetmek için yerçekimi dalgası verilerini kullanmak için yeni fikirlerin teşvik edilmesine yardımcı olacağını ve karanlık maddenin gizemli doğasına yeni bir ışık tutacağını umuyorlar.
Durham Üniversitesi’nden ortak yazar Dr. Sownak Bose, “Karanlık madde, Evren anlayışımızdaki kalıcı gizemlerden biri olmaya devam ediyor. Bu, model tahminlerini sonuna kadar test etmek için hem mevcut hem de yeni sondaları birleştirerek karanlık madde modellerini keşfetmenin yeni yollarını belirlemeye devam etmenin özellikle önemli olduğu anlamına gelir. Yerçekimi dalgası astronomisi, yalnızca karanlık maddeyi değil, daha genel olarak galaksilerin oluşumunu ve evrimini daha iyi anlamak için bir yol sunuyor.”
Markus Mosbech’in Sidney ÜniversitesiBaşka bir ortak yazar, şunları ekliyor: “Yerçekimi dalgaları, Evren’in içinden engellenmeden geçerken erken Evren’i gözlemlemek için bize eşsiz bir fırsat sunuyor ve yeni nesil interferometreler, büyük mesafelerdeki bireysel olayları tespit edecek kadar hassas olacak.”
Araştırma ekibinin bir diğer üyesi, King’s College London’dan Profesör Mairi Sakellariadou, “Üçüncü nesil yerçekimi dalgası verileri, Evrenimizin evrimini tanımlayan mevcut modeli test etmek için yeni ve bağımsız bir yol sunacak ve henüz geleceğe ışık tutacak” dedi. karanlık maddenin bilinmeyen doğası.”
NAM 2023 konferansı temel olarak Kraliyet Astronomi Derneği (RAS), Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) ve Cardiff Üniversitesi tarafından desteklenmektedir.