Що таке темна матерія?

Вже в 30 роки минулого століття астрономи виявили ознаки того, що щонайменше 90 % маси Всесвіту не випромінює світла. Це - темна матерія, вона вважається тим гравітаційним клеєм, який не дає зіркам галактик розлетітися в різні боки. Можливо, темна матерія визначає долю Всесвіту.

Слід зазначити, що темна матерія в астрономії та космології є гіпотетичною формою матерії, яка не випромінює електромагнітного випромінювання і не взаємодіє з ним. Ця властивість цієї форми речовини унеможливлює її пряме спостереження.

У 1933 році, вивчаючи рух галактик всередині великого скупчення галактик у сузір'ї Волос Вероніки, астроном Фріц Цвіккі виявив, що деякі галактики рухаються з надзвичайно високою швидкістю. При цьому за всіма законами фізики виходило, що всі видимі зірки та газ у скупченні не змогли б забезпечити такий зв'язок між галактиками, щоб ті не розлетілися в різні боки. І, тим не менш, зі скупченням нічого не відбувалося, воно залишалося незмінним. Цвіккі зробив висновок, що в сузір'ї Волос Вероніки може існувати якась невидима темна матерія, яка заповнює нестачу гравітації. І щоб надавати достатню гравітаційну дію на зірки, що знаходяться на видимих околицях галактики, темна матерія повинна за масою перевершувати видиму щонайменше у 100 разів.

Космологи твердять, що темна матерія може пояснити головну таємницю Всесвіту: як утворилася нинішня "грудкувата" структура Всесвіту, що складається з скупчень галактик і надскупчень.

І хоча з моменту народження Всесвіту пройшло приблизно 15 мільярдів років, цього часу недостатньо для того, щоб видима матерія самостійно об'єдналася у гігантські космічні структури, які ми спостерігаємо сьогодні.

Вчені висунули гіпотезу про те, що у Всесвіті є особлива темна матерія, холодна темна матерія, яка рухається повільніше і групується швидше, ніж звичайна, видима матерія. У відповідь на тяжіння цієї екзотичної речовини звичайна матерія формує зірки та галактики всередині місць, де темна матерія найщільнішої концентрації. Ця теорія пояснює, чому всі видимі галактики, схоже, знаходяться всередині гало, яке утворює їхня власна темна матерія.

Опубліковане в 2012 році дослідження руху понад 400 зірок, розташованих на відстані до 13 000 світлових років від Сонця, не знайшло свідчень присутності темної матерії у великому обсязі простору навколо Сонця. Згідно з прогнозами теорій, середня кількість темної матерії на околиці Сонця мала становити приблизно 0,5 кг в обсязі Земної кулі. Однак виміри дали значення 0,00 & 0,06 кг темної матерії в цьому обсязі. Це означає, що спроби зареєструвати темну матерію на Землі, наприклад, при рідкісних взаємодіях частинок темної матерії зі "звичайною" матерією, навряд чи можуть бути успішними.