Wat is Dark Matter?
Donkere materie is een mysterieuze vorm van materie die zwaartekrachtseffecten op gewone materie uitoefent, maar op geen enkele andere manier kan worden waargenomen. Terwijl conventionele materie-wolken kunnen worden gedetecteerd door hun stellaire activiteit, lichtverstrooiing, radiostraling en andere middelen, zijn donkere materie-wolken onzichtbaar voor de overgrote meerderheid van onze instrumenten. Toch vormen ze 90% - 99% van de materie in het universum.
In de jaren 30 hebben astronomen Fritz Zwicky en Sinclair Smith een analyse uitgevoerd van de snelheid van sterrenstelsels in de grote galactische clusters Maagd en Coma. Ze ontdekten dat alle sterrenstelsels zich tien tot honderd keer sneller bewogen dan zou moeten, gezien de schattingen op basis van de waargenomen stellaire dichtheid. Iets ongezien genereerde extra zwaartekracht.
Hoewel de eerste waarnemingen van Zwicky en Smith sterk bewijs leken te leveren voor donkere materie, waren niet alle kosmologen overtuigd. Omdat deze galactische clusters zo ver weg waren, was het moeilijk om de onafhankelijke snelheden van elke melkweg nauwkeurig te meten op een tijdschaal van slechts tientallen jaren. Er kwam sterker bewijs in de jaren 70 toen wetenschappers zoals Rubin, Freeman en Peebles de rotatiecurven van sterrenstelsels begonnen te analyseren. Sterren in spiraalvormige sterrenstelsels, zoals die van onszelf, bewogen sneller rond de galactische kern dan hun waarneembare massa zou aangeven.
Uiteindelijk werd ontdekt dat alle sterrenstelsels halo's van donkere materie bevatten die zich tot ver buiten de grenzen van de melkweg uitstrekken die door een telescoop worden aangegeven. Er wordt gezegd dat deze halo's zijn samengesteld uit MACHO's (Massive Astrophysical Compact Halo Objects) en WIMP's (Weakly Interacting Massive Particles). De theoretische MACHO's zijn meestal zwarte gaten en bruine dwergen (uitgebrande sterren). Ze bestaan uit conventionele of baryonische materie - de atomen die we kennen zijn alleen sterk gecomprimeerd. Van WIMP's wordt gezegd dat het niet-baryonische vormen van materie zijn, zwak in wisselwerking staande deeltjes die met relativistische snelheden bewegen. De meest waarschijnlijke kandidaat voor WIMP's zijn de neutrino en zijn neven en nichten.