Yeni bir çalışma, evrenin görünmez çoğunluğunun uzay-zamandaki dalgalanmalar tarafından dövülmüş olabileceğini öne sürüyor ki bu, elimizdeki diğer teorilerden en azından daha makul.
Johannes Gutenberg Üniversitesi Mainz (JGU) ve PRISMA++ Mükemmeliyet Kümesi'nden Profesör Joachim Kopp, Swansea Üniversitesi'nden Dr. Azadeh Maleknejad ile birlikte yaptığı yeni bir çalışmaya göre, kütleçekim dalgaları evrenin ilk anlarında karanlık maddenin yaratılmasında kilit bir rol oynamış olabilir. Physical Review Letters'da yayımlanan araştırma, stokastik kütleçekim dalgaları olarak adlandırılan dalgaların karanlık maddeye yol açabileceği daha önce keşfedilmemiş bir sürece işaret eden yeni hesaplamalar sunuyor.
Bu çalışma, parçacık fiziğindeki en büyük cevaplanmamış sorulardan birini ele alıyor. Gezegenler, yıldızlar ve Dünya'daki yaşam dahil görebildiğimiz her şey görünür maddeden yapılmıştır, ancak bu evrenin yalnızca yüzde dördünü oluşturur. Kozmosun çoğu, karanlık madde ve karanlık enerjiden oluşan görünmezdir. Sadece karanlık madde evrenin yaklaşık yüzde 23'ünü temsil eder.
Gözlemler, karanlık maddenin uzay boyunca yayıldığını, galaksileri ve en büyük kozmik yapıları şekillendirdiğini gösteriyor. Muazzam etkisine rağmen, bilim insanları hala karanlık maddenin neyden yapıldığını bilmiyor. Gerçek doğasını ortaya çıkarmak için çok sayıda teori ve deney devam ediyor.
Kütleçekim dalgaları, kara delikler veya nötron yıldızları arasındaki çarpışmalar gibi evrendeki en enerjik olaylardan bazıları tarafından üretilen uzay-zamandaki dalgalanmalardır. Ancak tüm kütleçekim dalgaları bu tür dramatik olaylardan gelmez. Stokastik kütleçekim dalgaları olarak bilinen farklı bir tür, büyük nesneleri içermeyen bir dizi süreçten kaynaklanır.
Bu dalgalar çok daha zayıftır ve evreni dolduran arka plan sinyalinin bir parçasını oluşturur. Birçoğu son derece eskidir ve Büyük Patlama'dan sonraki en erken aşamalara kadar uzanır. Evren soğurken faz geçişleri veya ilkel manyetik alanlar da dahil olmak üzere kozmik tarihin kilit anlarında üretilmiş olabilirler.
"Bu makalede, erken evrende yaygın olduğuna inanılan kütleçekim dalgalarının kısmen karanlık madde parçacıklarına dönüşme olasılığını araştırıyoruz," diye açıkladı Kopp. "Bu, daha önce araştırılmamış yeni bir karanlık madde üretim mekanizmasına yol açıyor."
Çalışma, bu erken kütleçekim dalgalarının başlangıçta çok az kütleye sahip olan veya hiç kütlesi olmayan fermiyonlar üretmiş olabileceğini öne sürüyor. Fermiyonlar, elektronlar, protonlar ve nötronlar gibi tanıdık örnekleri içeren geniş bir parçacık sınıfıdır. Araştırmacılara göre, bu erken fermiyonlar daha sonra kütle kazanmış ve bugün var olan karanlık madde parçacıklarına dönüşmüş olabilir.
"Bu araştırma hattını geliştirmede bir sonraki adım, analitik tahminlerimizin ötesine geçmek ve tahminlerimizin doğruluğunu artırmak için sayısal hesaplamalar yapmaktır. Gelecekteki araştırmalar için bir başka yol, erken evrendeki kütleçekim dalgalarının daha olası etkilerinin araştırılmasıdır. Bunun bir örneği, üretilen parçacıklar ve antiparçacıklardaki iyi bilinen farkı açıklayabilecek bir mekanizma olabilir," dedi Kopp.