Uzayın En Gizemli Sorusu: Karanlık Maddeler Aksiyonlardan mı Oluşuyor?

Aksiyon (Axion), kuantum renk dinamiğindeki kuvvetli CP sorununu çözmek için Peccei-Quinn teorisi tarafından 1977 yılında öne sürülen kuramsal temel parçacıklardır. Aksiyon, güçte belirli bir dengeyi korur, böylece CP simetrisi korunur. Ama aksiyonların var olup olmadığını henüz net olarak bilmiyoruz.

Evreni karanlık madde ile doldurmak istersek, bu karanlık maddenin belirli özelliklere sahip olması gerekir. Karanlık madde kendisi ve başka maddelerle çok etkileşime girmez. Ayrıca, karanlık maddenin oldukça çok, kararlı ve uzun ömürlü olması gerekiyor. İşte aksiyonların bazı özellikleri bu aranan niteliklere uyuyor. Aksiyonun karanlık madde olmasına izin verirsek, genel olarak karanlık maddeyi gözlemleyebiliriz.

Event Horizon Teleskobu'nun yanı sıra, direkt olarak süper kütleli kara delikler gözlemimiz yok. Sadece dönen ve etraflarında görünen malzemeleri görebiliriz. Bu malzemenin özelliklerinden kara deliklerin boyutunu ve kütlesini tahmin edebiliriz ama karadelikleri doğrudan izleyemiyoruz. Yani hiç karadelik olmayabilir. Karadelikler, galaksilerin merkezlerinde saklanan aksiyon çekirdekleri olabilir. Galaksi büyüdükçe, daha fazla aksiyon maddesi barındırır ve ortadaki aksiyon çekirdeği büyür.

Bu durum, kara delik veya aksiyonlar ile galaksinin arasındaki ilişkiyi, aksiyonların özelliklerini sınırlamak için kullanabileceğimiz anlamına gelir. Eğer aksiyon partikül kütlesiyle oynanırsa kara deliklerin veya aksiyonların galaksiyle ilişkisini etkiler.

Bir grup gökbilimci kısa bir süre önce kara delikler ve galaksiler arasındaki ilişkiyi tam olarak bunu yapmak için kullandılar ve gelecek deneylere rehberlik edecek aksiyon partikül kütlesine bazı üst sınırlar koymayı başardı.

Aksiyonlar evrendeki karanlık maddelerden sorumlu mu? Bu sorunun cevabını henüz alamıyoruz ama umarım bir gün bu konu aydınlığa kavuşacaktır.