สสารมืดคืออะไร

สสารมืดเป็นรูปแบบลึกลับของสสารซึ่งมีผลต่อแรงโน้มถ่วงต่อวัตถุธรรมดา แต่ไม่สามารถสังเกตได้ด้วยวิธีอื่น ในขณะที่สามารถตรวจจับสสารของเมฆได้ผ่านกิจกรรมที่เป็นตัวเอกการกระจัดกระจายของแสงการปล่อยคลื่นวิทยุและวิธีการอื่น ๆ พวกมันประกอบขึ้นเป็น 90% - 99% ของสสารในจักรวาล

ในช่วงทศวรรษที่ 30 นักดาราศาสตร์ Fritz Zwicky และ Sinclair Smith ทำการวิเคราะห์ความเร็วของกาแลคซีภายในกระจุกกาแลคซีขนาดใหญ่แห่งนี้กันย์และ Coma พวกเขาค้นพบว่ากาแลคซีทั้งหมดเคลื่อนที่เร็วกว่าที่ควรจะเป็นสิบถึงร้อยเท่าโดยประมาณจากความหนาแน่นของดาวฤกษ์ที่สังเกต สิ่งที่มองไม่เห็นคือการสร้างแรงโน้มถ่วงเพิ่มเติม

แม้ว่าการสำรวจครั้งแรกของ Zwicky และ Smith จะให้หลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับสสารมืด แต่นักดาราศาสตร์วิทยาบางคนไม่มั่นใจ เนื่องจากกระจุกกาแลคซีเหล่านี้อยู่ไกลมากมันยากที่จะวัดความเร็วอิสระของกาแลคซีแต่ละแห่งได้อย่างแม่นยำในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ ของทศวรรษ หลักฐานที่แข็งแกร่งขึ้นมาในยุค 70 เมื่อนักวิทยาศาสตร์เช่น Rubin, Freeman และ Peebles เริ่มวิเคราะห์โค้งการหมุนของกาแลคซี ดาวในกาแลคซีกังหันเช่นตัวเราเองกำลังเคลื่อนที่รอบแกนกาแลคซีเร็วกว่ามวลที่สังเกตได้จะบ่งบอก

ในที่สุดก็ค้นพบว่ากาแลคซีทั้งหมดมีสสารมืดรัศมีที่ทอดตัวไกลเกินขอบเขตของกาแลคซีที่ระบุผ่านกล้องโทรทรรศน์ รัศมีเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นจาก MACHOs (วัตถุขนาดใหญ่แบบ Astrophysical Compact Halo) และ WIMPs (อนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนแรง) Macho ได้รับการตั้งทฤษฎีว่าส่วนใหญ่จะเป็นหลุมดำและดาวแคระน้ำตาล (ดาวที่ถูกไฟไหม้) พวกมันถูกสร้างขึ้นจากแบบดั้งเดิมหรือสสารแบริออน - อะตอมที่เราคุ้นเคยบีบอัดได้สูงเท่านั้น WIMP ได้รับการกล่าวถึงว่าเป็นรูปแบบของสสารที่ไม่ใช่แบริออนซึ่งมีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนช้อยกับอนุภาคซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมพัทธ์ ผู้สมัครที่น่าจะเป็น WIMP มากที่สุดคือนิวตริโนและลูกพี่ลูกน้อง