Co to jest ciemna materia?

Ciemna materia jest tajemniczą formą materii, która wywiera wpływ grawitacyjny na zwykłą materię, ale nie można jej zaobserwować w żadnych innych środkach. Podczas gdy konwencjonalne chmury materii można wykryć poprzez ich gwiezdne aktywność, rozpraszanie światła, emisje radiowe i inne środki, chmury ciemnej materii są niewidoczne dla zdecydowanej większości naszych instrumentów. Jednak stanowią one 90% - 99% sprawy we wszechświecie.

W latach 30. astronomowie Fritz Zwicky i Sinclair Smith przeprowadzili analizę prędkości galaktyk w dużych klastrach galaktycznych Virgo i COMA. Odkryli, że wszystkie galaktyki poruszały się między dziesięć do sto razy szybciej niż powinny, biorąc pod uwagę szacunki na podstawie obserwowanej gęstości gwiazdowej. Coś niewidzialnego generowało dodatkową grawitację.

Chociaż początkowe obserwacje Zwicky i Smitha wydawały się dostarczać mocnych dowodów na ciemną materię, nie wszyscy kosmologowie byli przekonani. Ponieważ te galaktyczne klastry były tak daleko, trudno byłoo Dokładnie zmierz niezależne prędkości każdej galaktyki w skali czasowej zaledwie dziesięcioleci. Silniejsze dowody pojawiły się w latach 70., kiedy naukowcy tacy jak Rubin, Freeman i Peebles zaczęli analizować krzywe rotacji galaktyk. Gwiazdy w galaktykach spiralnych, takie jak nasze własne, poruszały się szybciej wokół rdzenia galaktycznego, niż wskazywałaby ich obserwowalna masa.

Ostatecznie odkryto, że wszystkie galaktyki zawierają aureole o ciemnej materii, które rozciągają się daleko poza granice galaktyki wskazanej przez teleskop. Mówi się, że te halo składają się z machos (masywne astrofizyczne zwarte obiekty halo) i WIMP (słabo oddziałujące masywne cząstki). Machos są teoretyczne, aby głównie czarne dziury i brązowe karłki (spalone gwiazdy). Składają się z materii konwencjonalnej lub bararońskiej - atomów, które znamy, tylko wysoko skompresowane. Mówi się, że WIMP są nieustraszonicowymi formami MATter, słabo oddziałując cząstki, które poruszają się z prędkościami relatywistycznymi. Najbardziej prawdopodobnym kandydatem do WIMP są neutrino i jego kuzyni.