Büyük kozmik afetlerin neden olduğu uzay ve zamandaki titreşimler olan yerçekimi dalgaları avı, evrenin diğer gizemlerinden biri olan bozon bulutlarını ve bunların karanlık madde için başlıca rakip olup olmadıklarını çözmeye yardımcı olabilir.
Potansiyel bozon bulutlarını tespit etmek için araştırmacılar, milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta yerçekimi dalgalarını kaydeden Lazer İnterferometrik Yerçekimi-Dalga Gelişmiş Gözlemevi (LIGO), Virgo Advanced ve KAGRA gibi güçlü araçlar kullanırlar.
Neredeyse algılanamayan ultra hafif atom altı parçacıklardan oluşan bozon bulutları, evrendeki tüm maddenin yaklaşık %85'ini oluşturan olası bir karanlık madde kaynağı olarak önerilmiştir.
Şimdi, Avustralya Ulusal Üniversitesi'nden (ANU) bilim adamları tarafından yönetilen LIGO-Virgo-KAGRA işbirliği tarafından yürütülen yeni ve büyük bir uluslararası çalışma, kara deliklerin yörüngesindeki bozon bulutlarının neden olduğu yerçekimi dalgalarını arayarak bu atom altı parçacıkları bulmak için en iyi fırsatlardan birini sunuyor. .
ANU'nun Yerçekimi Astrofizik Merkezi'nden Dr Lilly Sun, çalışmanın, hızla dönen karadeliklerin yakınındaki olası bozon bulutlarından yayılan tahmini yerçekimi dalgalarını aramak için tasarlanmış dünyanın ilk tüm gökyüzü araştırması olduğunu söyledi.
"Bu ultra hafif bozon parçacıklarını Dünya'da tespit etmek neredeyse imkansız. Bu parçacıklar, eğer varsalar, son derece düşük kütleye sahiptirler ve diğer maddelerle nadiren etkileşime girerler ki bu, karanlık maddenin sahip olduğu görünen temel özelliklerden biridir.” Karanlık madde doğrudan görülemeyen bir maddedir, ancak karanlık maddenin gözlemleyebildiğimiz nesneleri etkilediği için var olduğunu biliyoruz. Ancak bu bulutların yaydığı yerçekimi dalgalarını inceleyerek, bu anlaşılması zor bozonik parçacıkların izini sürebilir ve belki de karanlık madde kodunu kırabiliriz. Araştırmamız, teorilerimizin var olabileceğini öne sürdüğü, ancak gerçekte olmayan bazı ultra hafif bozon parçacıklarını ekarte etmemize de izin verebilir” dedi.
Aynı zamanda ARC Yerçekimi Dalgası Algılama Mükemmeliyet Merkezi'nde (ÖzGrav) genç bir araştırmacı olan Dr. Sun, yerçekimi dalgası dedektörlerinin, araştırmacıların, eğer varsa, bu tür bulutlar tarafından yayılan hızla dönen kara deliklerin enerjisini incelemesine izin verdiğini söylüyor.
"Bu kara deliklerin, güçlü yerçekimi alanlarında çok sayıda bozonik parçacığı yakalayarak, onlarla ilişkili bir bulut oluşturduğuna inanıyoruz. Bu dans milyonlarca yıldır devam ediyor ve uzayda seyahat eden yerçekimi dalgaları üretmeye devam ediyor” dedi.
Araştırmacılar henüz bozon bulutlarından gelen yerçekimi dalgalarını tespit etmemiş olsa da, Dr. Sun, yerçekimi dalgaları biliminin "daha önce bilim adamlarına kapalı olan kapıları açtığını" söyledi. "Yerçekimi dalgalarının keşfi, yalnızca evrendeki kara delikler ve nötron yıldızları gibi gizemli kompakt nesneler hakkında bilgi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda yeni parçacıklar ve karanlık madde aramamıza da olanak tanır. Gelecekteki yerçekimi dalgası dedektörleri kesinlikle daha fazla olasılık açacak. Evrenin derinliklerine inebileceğiz ve bu parçacıklar hakkında daha fazla bilgi keşfedebileceğiz. Örneğin, yerçekimi dalgası dedektörleri tarafından bozon bulutlarının tespiti, karanlık madde hakkında önemli bilgiler sağlayacak ve diğer karanlık madde aramalarının ilerlemesine yardımcı olacaktır. Ayrıca parçacık fiziği anlayışımızı daha geniş bir şekilde geliştirecek ”dedi.
Bir diğer önemli keşif, çalışmanın, yaşları göz önüne alındığında, galaksimizde bozon bulutlarının var olma olasılığına ışık tutmasıydı. Dr Sun, herhangi bir yerçekimi dalgasının gücünün bulutun yaşına bağlı olduğunu ve eski bulutların daha zayıf sinyaller gönderdiğini söyledi. Dr. Sun, "Bozon bulutu enerji kaybettikçe büzülür ve yerçekimi dalgaları gönderir" dedi.
"1000 yıldan daha genç belirli bir tür bozon bulutunun galaksimizde herhangi bir yerde bulunma olasılığının düşük olduğunu ve 10 milyon yıla kadar olan bulutların Dünya'dan yaklaşık 3260 ışıkyılı içinde var olma ihtimalinin düşük olduğunu öğrendik."
Ayrıca okuyun: