Geçtiğimiz birkaç on yıl, kozmoloji biliminde inanılmaz bir çağın başlangıcı oldu. Çok çeşitli yüksek hassasiyetli ölçümler, evrenimizin tarihini dikkate değer ayrıntılarla yeniden yapılandırmamıza izin verdi.
Ve farklı ölçümleri – evrenin genişleme hızı , ilk atomların oluşumunda salınan ışığın kalıpları, galaksilerin ve galaksi kümelerinin uzaydaki dağılımları ve çeşitli kimyasal türlerin bolluğu – karşılaştırdığımızda, bunların hepsinin olduğunu görüyoruz. aynı hikayeyi anlatır ve hepsi aynı olaylar dizisini destekler.
Bu araştırma dizisi, açıkçası, ummaya hakkımız olduğunu düşündüğümden daha başarılı oldu. Bugün evrenimizin kökeni ve tarihi hakkında, birkaç on yıl önce hemen hemen herkesin bu kadar kısa sürede öğreneceğimizi tahmin edebileceğinden çok daha fazla şey biliyoruz.
Ancak bu çok önemli başarılara rağmen, öğrenilecek daha çok şey var. Ve bazı açılardan, son yıllarda yapılan keşifler, yanıtladıkları kadar yeni soruyu da gündeme getirdi.
En sinir bozucu olanlardan biri, evrenimizin gerçekte nelerden oluştuğunun merkezinde yer alır. Kozmolojik gözlemler, evrenimizdeki maddenin ortalama yoğunluğunu çok yüksek bir hassasiyetle belirlemiştir. Ancak bu yoğunluğun, sıradan atomlarla hesaplanabilecek olandan çok daha büyük olduğu ortaya çıkıyor.
Onlarca yıl süren ölçümler ve tartışmalardan sonra, artık evrenimizin maddesinin ezici çoğunluğunun – yaklaşık yüzde 84’ünün – atomlardan veya bilinen başka herhangi bir maddeden oluşmadığından eminiz. Bu diğer maddenin çekim gücünü hissedebilsek ve orada olduğunu açıkça söyleyebilsek de, onun ne olduğunu bilmiyoruz. Bu gizemli şey görünmez ya da en azından neredeyse öyle. Daha iyi bir isim olmadığı için ona “karanlık madde” diyoruz. Ancak bir şeyi adlandırmak onu anlamaktan çok farklıdır.
Neredeyse karanlık maddenin var olduğunu bildiğimizden beri, fizikçiler ve gökbilimciler onun neyden yapıldığını öğrenmenin yollarını arıyorlar. Atomlarla çarpışan tek tek karanlık madde parçacıklarının nazik etkilerini ölçmek için derin yeraltı madenlerine yerleştirilmiş ultra hassas dedektörler inşa ettiler .
Karanlık madde parçacıklarının etkileşimleri yoluyla üretildiği düşünülen yüksek enerjili radyasyonu araştırmak için optik ışığa değil , daha az bilinen gama ışınlarına , kozmik ışınlara ve nötrinolara duyarlı egzotik teleskoplar inşa ettiler.
Ve parçacık demetlerini – tipik olarak protonları veya elektronları – mümkün olan en yüksek hızlara kadar hızlandıran ve daha sonra enerjilerini maddeye dönüştürmek için onları birbirine çarpan inanılmaz makineler kullanarak karanlık madde belirtileri aradık . Buradaki fikir, bu çarpışmaların, belki de evrenimizin karanlık maddesini oluşturan parçacık türleri de dahil olmak üzere, yeni ve egzotik maddeler yaratabileceğidir.
On yıl kadar kısa bir süre önce, ben de dahil olmak üzere çoğu kozmolog, yakında karanlık madde bulmacasını çözmeye başlayacağımızdan oldukça emindi. Ne de olsa ufukta, bu maddenin doğasını belirlememizi ve özelliklerini ölçmeye başlamamızı sağlayacağını umduğumuz iddialı bir deney programı vardı. Bu program, dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın yanı sıra bir dizi başka yeni deney ve güçlü teleskop içeriyordu.
Ancak işler beklediğimiz gibi gitmedi. Bu deneyler ve gözlemler umduğumuz kadar iyi veya daha iyi yapılmış olsa da, keşifler gelmedi.
Örneğin, son 15 yılda, karanlık maddenin tek tek parçacıklarını tespit etmek için tasarlanan deneyler, milyonlarca kat daha hassas hale geldi ve yine de bu zor parçacıklara dair hiçbir işaret ortaya çıkmadı. Ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, Higgs bozonu dışında, tüm teknik standartlara göre güzel performans göstermesine rağmen , yeni parçacıklar veya başka fenomenler keşfedilmedi.
Karanlık maddenin inatçı belirsizliği, birçok bilim insanını hem şaşırttı hem de şaşırttı. Şimdiye kadar karanlık madde parçacıklarının keşfedilmesini beklemek için çok iyi gibi görünen nedenlerimiz vardı. Yine de av devam ediyor ve gizem derinleşiyor.
Birçok yönden, şimdi on veya iki yıl öncesine göre sadece daha fazla açık sorumuz var. Ve bazen, evrenimizi ne kadar kesin olarak ölçersek, onu o kadar az anlıyoruz gibi görünebilir. 20. yüzyılın ikinci yarısı boyunca, teorik parçacık fizikçileri, hızlandırıcılar giderek daha güçlü hale geldikçe keşfedilecek parçacık türlerini tahmin etmede genellikle çok başarılı oldular. Gerçekten etkileyici bir koşuydu.
Ancak önsezimiz sona ermiş görünüyor – en sevdiğimiz ve en iyi motive edilmiş teorilerimizle ilgili uzun zamandır tahmin edilen parçacıklar inatla ortaya çıkmayı reddetti. Belki de bu tür parçacıkların keşifleri hemen köşede ve güvenimiz yakında geri kazanılacak. Ancak şu anda, bu tür bir iyimserlik için çok az destek var gibi görünüyor.
Buna karşılık, fizikçi yığınları kara tahtalarına geri dönüyor, varsayımlarını tekrar gözden geçiriyor ve revize ediyor. Morarmış egolar ve biraz daha alçakgönüllülükle, umutsuzca dünyamızı anlamlandırmanın yeni bir yolunu bulmaya çalışıyoruz.