Karanlık sıvı

Arka plan kozmik radyasyonunun 9 yıllık WMAP görüntüsü (2012)

Karanlık sıvı teorisi, evrendeki karanlık madde ve karanlık enerjiyi tek bir çerçevede açıklamayı amaçlayan bir kozmoloji hipotezidir. Bu teori ilk olarak 2005 yılında Fransız kozmolog Alexandre Arbey tarafından önerilmiştir. Teoriye göre, karanlık madde ve karanlık enerji aslında ayrı kökenlere sahip farklı fiziksel olgular değildir; aksine, birbirine sıkı sıkıya bağlı ve tek bir "sıvının" iki farklı yüzü olarak düşünülebilir. Galaktik ölçeklerde karanlık sıvı, karanlık madde gibi davranırken; daha büyük ölçeklerde, davranışı karanlık enerjiye benzer hale gelir. 2018 yılında astrofizikçi Jamie Farnes, negatif kütleye sahip bir karanlık sıvının hem karanlık maddeyi hem de karanlık enerjiyi açıklayabileceğini öne sürmüştür.

Genel Bakış

Karanlık sıvı, çekici ve itici özellikleri yerel enerji yoğunluğuna göre değişen özel bir sıvı türü olarak varsayılır. Bu teoriye göre, karanlık sıvı, baryon yoğunluğunun (normal madde) yüksek olduğu bölgelerde karanlık madde gibi davranır. Yani, madde varlığında yavaşlar ve çevresinde birikir; bu da büyük kütlelerin çevresinde yerçekimini güçlendirir. Bu etki, özellikle galaksiler gibi çok büyük kütlelerin varlığında belirgin hale gelir ve galaksilerin gözlemlenen dönüş hızlarını açıklamada kullanılır. Diğer yandan, galaktik süperkümeler arasındaki boşluklar gibi maddenin az olduğu bölgelerde, karanlık sıvı gevşer ve negatif basınca sahip olur. Bu durumda, karanlık sıvı itici bir kuvvet oluşturur ve bu etki, karanlık enerjiye benzer şekilde evrenin hızlanarak genişlemesine neden olur.

Karanlık sıvı teorisi, karanlık madde ve karanlık enerjinin ötesine geçerek, çeşitli madde yoğunluklarında sürekli bir çekici ve itici özellikler aralığı öngörür. Ayrıca, bu teori; enflasyon, öz kuvveti, k-öz kuvveti, f(R), MOND, TeVeS gibi diğer birçok yerçekimi teorisinin özel durumlarını da kapsayabilir.

Basitleştirici Varsayımlar

Karanlık sıvı, klasik akışkanlar mekaniği modelleriyle tam olarak analiz edilememektedir; çünkü bu alandaki denklemler henüz çözülemeyecek kadar karmaşıktır. Genel Chaplygin gazı modeli gibi formel akışkan yaklaşımları, karanlık sıvının modellenmesinde ideal bir yöntem olsa da, bu hesaplamalar için yeterli gözlemsel veri bulunmamaktadır. Bu nedenle, hipotez genellikle skaler alan modelleriyle basitleştirilerek incelenmektedir.