Karanlık madde, Standart Kozmoloji Modeli’nde evrenin temel bileşenlerinden biri olarak kabul ediliyor. Ancak tüm kozmolojik rolüne rağmen, karanlık maddenin mikroskobik doğası hala bilinmiyor. Araştırmacılar, karanlık maddenin soğuk olması gerektiğini, yani erken evrende ışık hızına yakın hareket etmediğini ve normal maddeyle çok zayıf etkileştiğini varsayıyor. Buna Lambda-CDM (Cold Dark Matter) modeli deniyor.
Benzer şekilde nötrinolar da ışıkla neredeyse hiç etkileşmeyen, son derece hafif parçacıklar. Ancak nötrinolar çok hızlı hareket ettikleri için karanlık maddenin kendisi olarak değil, sıcak karanlık madde olarak anılıyor. İki ‘karanlık maddenin’ birbiriyle etkileşime girmediği düşünülüyor.
Yeni araştırma varsayımı sorguluyor. Polonya Ulusal Nükleer Araştırma Merkezi öncülüğünde yürütülen çalışmada, karanlık madde ile nötrinolar arasında çok zayıf ama ölçülebilir bir etkileşim olabileceği öne sürülüyor. Etkileşimin doğrudan parçacık deneyleriyle tespit edilmesi zor olduğu için araştırmacılar, evrenin büyük ölçekli yapısını inceleyen kozmolojik gözlemlere odaklanıyor.
Çalışmaya göre ‘kozmik kırpılma’ (cosmic shear), galaksi kümelerinin ve büyük ölçekli yapıların, daha uzaktaki galaksilerden gelen ışığı çok küçük miktarlarda bozması anlamına geliyor. Etki, evrendeki maddenin nasıl dağıldığına son derece duyarlı. Universal Today’in haberine göre çalışma; nötrinolar karanlık maddeyle etkileşiyorsa, etkileşimin galaksi kümelerinin ve kozmik boşlukların oluşumunu da değiştireceğibi öne sürüyor.
On binde bir ihtimal
Araştırmacılar, Şili’deki Blanco Teleskobu ile yapılan Dark Energy Survey’in üç yıllık kozmik kırpılma verilerini analiz etti. Sonuçlar, karanlık madde ile nötrinolar arasında yaklaşık on binde bir düzeyinde zayıf bir etkileşim olabileceğine işaret ediyor. Sinyalin istatistiksel anlamlılığı yaklaşık 3 sigma seviyesinde ve henüz kesin bir kanıt olarak kabul edilmiyor.
Ancak bulguların dikkat çekici bir yönü daha var. Zayıf etkileşim, kozmolojide uzun süredir tartışılan ‘S8 gerilimi’ olarak bilinen bir problemi de hafifletebiliyor. S8 gerilimi, erken evreni inceleyen kozmik mikrodalga arka plan ışıması ile güncel evrende yapılan zayıf merceklenme ölçümleri arasında ortaya çıkan tutarsızlığı ifade ediyor. Araştırmaya göre, nötrino ve karanlık madde etkileşimi iki gözlem grubunu daha uyumlu hale getirebiliyor.
Çalışma ayrıca, gelecekte yapılacak daha hassas gözlemlerin bu iddiayı net biçimde test edebileceğini gösteriyor. Vera C. Rubin Gözlemevi ve Çin Uzay İstasyonu Teleskobu gibi yeni nesil gözlemevleri, kozmik kırpılma ölçümlerini çok daha yüksek doğrulukla yapabilecek.
Araştırmacılar, sonuçların Standart Kozmoloji Modeli’ni tamamen geçersiz kılmadığını, ancak modelin genişletilmesi gerekebileceğine dair güçlü ipuçları sunduğunu vurguluyor. Şimdilik etkileşim yalnızca bir olasılık, ancak gelecekteki gözlemler karanlık evrenin doğasına dair bildiklerimizi değiştirebilir.
Kaynak: Nature Astronomy