Devasa ilksel kara delikler karanlık maddenin kaynağı olamıyor: CMB verisi sınır koydu

Mainz'daki Johannes Gutenberg Üniversitesi'nden fizikçiler, kütlesi Güneş'in en az 100 milyar katı olan ilksel kara deliklerin karanlık maddenin anlamlı bir bölümünü oluşturamayacağını gösterdi. Christopher Gerlach, Yann Gouttenoire, Antonio Iovino ve Nicholas Leister'in imzasını taşıyan çalışma Physical Review Letters dergisinde yayımlandı. Aynı makalenin arXiv'deki sürümü 28 Ekim 2026'da güncellendi.

İlksel kara delikler, yıldızların çökmesiyle değil, evrenin çok erken döneminde yoğun madde topaklarının doğrudan çökmesiyle oluşmuş olabilecek varsayımsal cisimlerdir. Henüz gözlenmiş değiller. Ancak karanlık maddenin, yani ışık yaymayan ama kütleçekimiyle varlığını belli eden bileşenin kimliği hâlâ bilinmediği için, aday olarak uzun süredir tartışılıyorlar. Karanlık maddenin, evrendeki toplam maddenin kabaca yüzde 85'ini oluşturduğu düşünülüyor.

"Çok çok büyük" kara delikler

Makalede incelenen kütle aralığı, yazarların İngilizce "stupendously large black holes" (kısaca SLAB) dediği sınıf: kütlesi Güneş'in 10¹¹ katından fazla olan ilksel kara delikler. Çalışmaya göre bu cisimler bir gökadanın içine sığamayacak kadar ağır; dolayısıyla karanlık maddenin tamamını oluşturamazlar. Ama daha önceki bir çalışma, Güneş kütlesinin 10¹⁴ ila 10¹⁹ katı arasındaki bir aralıkta bunların yine de karanlık maddenin önemli bir kısmını taşıyabileceğini öne sürmüştü. Makale bu olasılığı sınıyor.

Genel tabloya bakınca bu önemli. Kütlesi değişmeyen ve dönmeyen ilksel kara delikler için karanlık maddenin tamamını açıklayabilecek tek aralık, makalenin ifadesiyle "asteroit penceresi": Güneş kütlesinin 10⁻¹⁶ ila 10⁻¹² katı. Çok ağır uçtaki kara delikler ise ayrı bir ihtimal olarak ortada duruyordu.

Rastgele dağılım, mikrodalga izi bırakır

Ekibin kullandığı yöntem şuna dayanıyor: İlksel kara delikler uzaya rastgele serpilmişse, bazı bölgelerde şans eseri daha fazla, bazılarında daha az bulunurlar. Başlangıçta her kara delik fazlalığı, o bölgedeki radyasyon eksikliğiyle dengelenir; yani toplam yoğunlukta bir sapma görünmez. Fizikçiler bu tür bozulmaya "izokurvatür" (eş-eğrilik) bozulması diyor. Evren genişledikçe ve radyasyon seyrekleştikçe bu denge bozulur. Sonuçta karanlık maddenin radyasyona oranı bölgeden bölgeye değişen, yamalı bir yapı ortaya çıkar.

Kara delikler ne kadar az sayıda ve ne kadar ağırsa, rastgele dağılımın yarattığı bu düzensizlik o kadar büyür. Yazarlar bu yamalılığın gücünü hesapladılar ve sonucu kozmik mikrodalga artalanı (CMB) ile baryon akustik salınımları (BAO) verilerinin koyduğu sınırlarla karşılaştırdı. CMB, Büyük Patlama'nın zayıf bir ışıma kalıntısıdır. Planck uydusunun ölçümleri ise bu tür bozulmalara üst sınır koyuyor.

Sonuç: Sınırı aşıyor

Makalenin özetine göre Güneş'in 10¹¹ katından ağır ilksel kara deliklerin yarattığı izokurvatür bozulmalar Planck'ın CMB sınırlarını aşıyor. Bu desenler gerçek sinyalde görülmüyor. Yazarlar bu nedenle söz konusu cisimlerin karanlık maddenin anlamlı bir bileşeni olamayacağını belirtiyor. Hesaplar, makaledeki iki farklı doğrusal-olmayan kesme yöntemiyle yapıldı ve daha temkinli olanında bile sonuç değişmedi. Tüm kütle aralığı için konan sınırlar, Güneş kütlesinin yaklaşık 10⁸ ila 10¹⁹ katını kapsıyor.

Sonucun etkisi yalnızca karanlık maddeyle sınırlı kalmıyor. Yazarlara göre, pulsar zamanlama dizilerinin saptadığı nanohertz kütleçekim dalgası zemininin ilksel kara delik birleşmelerinden gelemeyeceği görüşü bu sonuçla güçleniyor. James Webb Uzay Teleskobu'nun gördüğü, beklenenden kütleli erken gökada adaylarını ilksel kara deliklerin yarattığı bozulmalarla açıklayan senaryolar da zorlaşıyor.

Sonucun sınırları

Yine de bulgu her ilksel kara delik senaryosunu kapatmıyor. Hesaplar, tüm kara deliklerin aynı kütleye sahip olduğunu varsayıyor. Kütlelerin geniş bir aralığa yayıldığı dağılımlar henüz ayrıca incelenmeli. Ekip ayrıca Güneş kütlesinin 10¹⁹ katından ağır cisimleri kapsam dışı bırakıyor. Bu bölge için kara deliklerin oluşumunda yayılacak "çınlama" kütleçekim dalgası sinyalini ve CMB ışığındaki güçlü mercekleme izlerini aramak gelecek çalışmalara bırakılmış.

Sırada ne var?

Yazarlara göre LiteBIRD uydusu ve Simons Gözlemevi gibi yeni nesil CMB deneyleri bu sınırları daha da sıkılaştıracak. Karanlık maddenin gerçek yapısı ise hâlâ açık soru: aday listesinden bir seçenek daha daralıyor, ama aranan parçacık ya da cisim bulunmuş değil.