Riverside’daki Kaliforniya Üniversitesi’ndeki bilim insanları, evrenin kütlesinin çoğunu oluşturduğuna inanılan görünmez madde olan karanlık madde üzerine yapılan çalışmalarda büyük bir atılım gerçekleştirdi. Lyman-Alfa Ormanı tekniğini kullanan araştırmacılar, dolaylı olarak karanlık maddenin varlığına işaret eden hidrojen gazının uzaydaki dağılımının ayrıntılı bir haritasını derlediler.
Karanlık madde ışıkla etkileşime girmiyor, bu da onun doğrudan tespitini son derece zorlaştırıyor. Ancak galaksiler ve galaksi kümeleri gibi görünür maddeler üzerindeki kütleçekimsel etkisi onun varlığını akla getiriyor. Karanlık maddeyi incelemek için Doçent Simeon Bird liderliğindeki araştırma ekibi, kuasarlar ve galaksiler gibi uzak kaynaklardan gelen ışığı analiz etti.
Bu ışık uzayda ilerlerken belirli dalga boylarındaki ışığı emen hidrojen atomlarıyla çarpışır. Bu soğurma, ışık spektrumunda Lyman-Alfa ormanı olarak bilinen ayırt edici bir desen oluşturur. Her atom tipinin ışığı absorbe etme ve spektrogramda benzersiz bir imza bırakmanın kendine özgü bir yolu vardır. Bilim insanları evrendeki en bol element olan hidrojeni takip ederek karanlık maddenin haritasını çıkarabilirler.
Bird, süreci suyun akışını izlemek için boya kullanmaya benzetti. Boyanın bir su akışını takip etmesi gibi, hidrojen gazı da karanlık maddenin yarattığı yerçekimi potansiyeli tarafından çekilir. Hidrojenin daha yoğun bölgeleri daha fazla karanlık maddenin varlığını gösterir.
Journal of Cosmology and Astrophysics dergisinde yayınlanan çalışmanın sonuçları, Evrenin gözlemlenen yapıları ile mevcut modellerin öngördüğü yapılar arasındaki tutarsızlıkları vurguluyor. Bu tutarsızlıklar yeni bir parçacık türünün veya bilinmeyen fiziğin olasılığını akla getiriyor. Güncel tartışmalardan biri, Evrenin Dünya’ya nispeten yakın olan kısımlarını ifade eden, düşük kırmızıya kaymalı küçük ölçeklerdeki galaksilerin sayısıyla ilgilidir.
Araştırmacılar bu tutarsızlıklar için iki olası açıklama sunuyor. Olasılıklardan biri, karanlık maddeyi oluşturduğuna inanılan varsayımsal Zayıf Etkileşen Büyük Parçacıklara (WIMP’ler) benzer yeni bir parçacığın varlığıdır. Başka bir olasılık, galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli kara deliklerin, galaksilerin büyümesini etkileyebilecek ve yapıları beklenmedik şekillerde değiştirebilecek etkilerini içeriyor.
Bulgular henüz kesin olmasa da Bird bunların önemini vurguladı: “Eğer bu daha sonraki veri setlerinde doğrulanırsa, bunun hesaplamalarımızı çarpıtan süper kütleli kara delikler yerine yeni bir parçacık ya da yeni bir fizik türü olması çok daha muhtemeldir.” “
Araştırma ekibi, bulgularını daha da geliştirmek ve evrenin gizemlerine ışık tutmak için daha büyük veri setlerini analiz ederek çalışmalarına devam etmeyi planlıyor. Bu araştırma, karanlık maddenin anlaşılmasında ileriye doğru atılan önemli bir adımı temsil ediyor ve yeni fizik keşiflerinin önünü açabilir.