Co je temná hmota?

Tmavá hmota je záhadná forma hmoty, která má gravitační účinky na běžnou hmotu, ale nelze ji pozorovat jinými prostředky. Zatímco konvenční toky hmoty mohou být detekovány prostřednictvím jejich hvězdné aktivity, rozptylu světla, emisemi a dalšími prostředky, mraky temné hmoty jsou pro drtivou většinu našich nástrojů neviditelné. Přesto tvoří 90% - 99% věci ve vesmíru. Zjistili, že všechny galaxie se pohybují mezi deset až stokrát rychleji, než by měly být, vzhledem k odhadům založeným na pozorované hvězdné hustotě. Něco neviditelného generovalo další gravitaci.

Ačkoli se zdálo, že počáteční pozorování Zwicky a Smitha poskytují silné důkazy pro temnou hmotu, ne všichni kosmologové byli přesvědčeni. Protože tyto galaktické klastry byly tak daleko, bylo to těžké to přesně měří nezávislé rychlosti každé galaxie v časovém rozsahu pouhých desetiletí. Silnější důkazy přišly v 70. letech, kdy vědci, jako jsou Rubin, Freeman a Peebles, začali analyzovat křivky rotace galaxií. Hvězdy ve spirálových galaxiích, jako jsou naše vlastní, se pohybovaly rychleji kolem galaktického jádra, než by naznačovala jejich pozorovatelná hmota.

Nakonec bylo zjištěno, že všechny galaxie obsahují halos temné hmoty, které se táhnou daleko za hranicemi galaxie označené dalekohledem. Tito halos se říká, že jsou tvořeny machos (masivní astrofyzikální kompaktní halo objekty) a wimps (slabě interagující masivní částice). Machos jsou teoretizováni většinou černé díry a hnědé trpaslíky (vyhořelé hvězdy). Jsou tvořeny konvenčními nebo baryonskou hmotou - atomy, které jsme obeznámeni, pouze vysoce komprimované. Wimps se říká, že jsou nebaryonické formy rohožeter, slabě interagující částice, které se pohybují relativistickými rychlostmi. Nejpravděpodobnějším kandidátem na wimpy jsou Neutrino a jeho bratranci.