İçinde bulunduğumuz galakside yaklaşık 200 milyar yıldız ve gözetlenebilir evrende içerisinde 200 milyar yıldız olan 200 milyar tane galaksi var. Güneşimiz hacim olarak yaklaşık 1 milyon 300 bin Dünya’yı içine sığdıracak kadar büyük. Güneşten binlerce kat büyük başka yıldızlar ve milyarlarca kat büyük kara delikler var. Ancak gelin görün ki bütün bu kütle, içinde bulunduğumuz evrenin ancak %5’ini oluşturuyorlar. Kalan %95’lik kısmın %67’si karanlık enerji ve %28’i karanlık madde. Yani evrenin %95’i karanlık. Karanlık madde ve karanlık enerji evrenin geçmiş, şimdiki ve gelecekteki durumunu tayin ediyor. Şimdiye kadar geliştirilen bilim sadece %5’lik kısımda çalışıyor ve geriye kalan %95’i hakkında bir şey bilmiyoruz ve eşyanın hakikatinin ancak %5’i hakkında fikrimiz var. Bu açıdan baktığımızda ne kadar çok şeyi bilmediğimiz de ortaya çıkıyor.

Karanlık enerji ve karanlık maddenin ne olduğunu tam olarak bilmiyoruz ve doğrudan gözetleyemiyoruz fakat var olduklarını dolaylı yollardan öğrenebiliyoruz. Mevcut fizik bilgimize göre galaksileri bir arada tutan şey kütle çekim kuvveti. Ancak içerisinde milyarlarca yıldız olan galaksileri mevcut kütle ile bir arada tutmak mümkün değil. Ayrıca galaksilerde bulunan yıldızların toplam kütlesi bütün bir evrende var olması gereken maddenin ancak %1’ini oluşturuyor. Diğer %4 ü ise gaz ve toz bulutu. Bu galaksileri bir arada tutan bir başka bir kuvvet olması lazım. İşte bunun karanlık madde olduğu düşünülüyor.

Öte yandan 1929 yılında Edwin Hubble Los Angeles’ta bulunan Mount Wilson Gözlemevi’nde ilginç bir buluşa imza attı. Doppler Efekti’ni ışığa uygulayıp evrenin genişlediğini keşfetti. Galaksiler birbirlerinden hızla uzaklaşıyorlardı. Evrenin başlangıcının büyük bir patlama ile meydana geldiği göz önüne alındığında patlamadan arta kalan parçacıkların hızlarının zamanla yavaşlaması ve en sonunda da durması gerekiyordu. 1977 yılında uzaya fırlatılan ve 40 yıldır Güneş Sistemi’nin dışına doğru yol alan Voyager Uzay Araçlarının yakın zamana kadar Güneş’in etkisiyle hızları düşüyordu. Ancak 1990’larda bilim insanları uzaktaki galaksilerin daha da hızlanarak uzaklaştıklarını keşfettiler. Ayrıca galaksilerin birbirlerinden hızla uzaklaşmasının sebebi açıklanamıyor. Öyle ki normal şartlar altında ışık hızını geçmek mümkün değil ancak galaksilerin birbirlerinden uzaklaşması yada Evrenin genişlemesi ışık hızından daha da hızlı olabiliyor. İşte galaksilerin zamanla hızlanarak birbirlerinden uzaklaşmalarını sağlayan kuvvetin karanlık enerji olduğu düşünülüyor.

Karanlık maddenin varlığını dolaylı yönden anlamamızı sağlayan ikinci bir metot ise “gravitational lensing” yani kütle çekimsel mercek etkisi. Einstein’ın özel ve genel görelilik teorilerine göre gök cisimleri uzay zamanı büküyorlar. Bu durumda o gökcisminin etrafından geçen ışınlar bükülüyorlar. Bu sayede bazı galaksileri çift görüyoruz. Çünkü ışık büküldüğü için gökcisminin iki tarafındanda geçiyor ve bir görüntü iki görüntü haline geliyor. Yani bir gök cismini iki farklı yerde görmüş oluyoruz. Ancak çok uzaklardaki yıldız ve galaksilerden gelen ışıklar ortamda bir gökcismi olmadanda bükülüyorlar. İşte bilim insanları bu bükülmeye karanlık maddenin sebep olduğunu düşünüyorlar.

Astronomi konferanslarımda bana sıkça sorulan sorulardan birisi de esir (ether) maddesi. Esir maddesi ile karanlık madde karıştırılıyor. Esir maddesinin Michelson - Morley deneyi ile var olmadığı ispat edildi ve esir maddesi yok. Karanlık madde ve karanlık enerji esir maddesinden çok farklı. Eskiden esir maddesinin ışığın içinde hareket ettiği ortam olarak düşünülüyordu. Nasıl bir dalga denizde ilerlemek için su ortamını kullanıyorsa, nasıl ses ilerlemek için havayı kullanıyorsa, ışıkta bir elektromanyetik dalga olduğu için Güneş’ten Dünya’ya gelirken esir maddesini kullandığı sanılıyordu. 1887 yılında yapılan deney ile ışığın içerisinde ilerlediği ortam olarak görülen esir maddesinin olmadığı ispat edilmiş oldu. Işığın birbirine dik elektrik ve manyetik alan oluşturarak boşlukta ilerlediği anlaşıldı. Karanlık Madde ise galaksileri bir arada tutan ve elektrik yükü olmayan, hiçbir şeyle etkileşime geçmeyen, ancak uzay-zamanı büktüğü için ışıkta kütleçekimsel mercek oluşturan maddedir.

2020 - 2030 yılı arası bilimsel araştırmalar karanlık madde ve karanlık enerjinin araştırılmasına yoğunlaşacaklar. NASA ve Avrupa Uzay Ajansı ESA önümüzdeki 10 yılda 2 tane uzaya gönderilecek ve Şili’ye yerleştirilecek bir teleskop inşa ediliyor.

Büyük Sinoptik Araştırma Teleskobu (LSST-The Large Synoptic Survey Telescope) tam 8.4 metre ve 3200 megapixel kameraya sahip olacak. Şu akıllı telefonlara kullanılan kameralar 16 megapixel çözünürlükte ve insan gözü 576 megapixel. Tenis sahası büyüklüğünde olacak olan bu teleskop her 4 günde bir güney yarımküreden görülen 37 milyar yıldız ve galaksiyi inceleyecek ve karanlık madde ve karanlık enerjiyi bulmaya çalışacak. 2022 yılında faaliyete geçecek olan teleskop tam 10 yıl bilime hizmet edecek. Bu projeye 24 ülke maddi ve bilim insanı desteği ile katılıyor.

Avrupa Uzay Ajansı’nın 2022 uzaya göndereceği Öklid(Euclid) misyonu, Evrenin genişlemesinin neden hızlandığını ve fizikçilerin karanlık enerji olarak adlandırdığı bu hızlanmadan sorumlu olan kaynağın doğasının ne olduğunu ve evrenin son 10 milyar yıl içerisinde, karanlık enerjinin, karanlık maddenin ve yerçekiminin doğası ve özellikleri hakkındaki temel fizik ve kozmoloji ile ilgili soruları anlamaya çalışacak. Ancak bu teleskobun ömrü sadece 6 yıl.

Karanlık madde ve karanlık enerjiyi araştıracak ikinci uzay teleskobu NASA’nın WFIRST (The Wide Field Infrared Survey Telescope ) isimli teleskobu. Bu teleskobun en büyük özelliği ise Hubble Uzay Teleskobu ile aynı boyutta olmasında rağmen, Hubble’dan 100 kat daha güçlü olması. 2025 yılında uzaya gönderilecek olan teleskop yeryüzündeki teleskopların atmosferden dolayı kayıplarını giderecek ve 6 yıl bilime hizmet edecek.

Ayrıca Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi CERN’de karanlık madde ve karanlık enerjiyi doğrudan bulmak için kolları sıvamış durumda.

Gelecek 10 yıl karanlık madde ve enerji yılları olacak. Karanlık madde ve karanlık enerjiyi keşfeden kişi veya ekip ise Nobel Ödülü’nün sahibi olacağı gibi, bu yüzyılın en başarılı ve en saygı duyulan astronomları arasına girip, tarih ve ders kitaplarında en az iki bin yıl adının anılmasını garantileyecek.