Mørk materie er en uidentifisert type av materie, atskilt fra mørk energi, ordinær materie -som i svarte hull.. Navnet referer til at den ikke interagerer eller gir ut stråling i forbindelse med elektromagnetisk stråling. Selv om den ikke er direkte observert, er dens eksistens og egenskaper sluttet ut fra dens effekter på gravitasjon, slik som bevegelse av synlig materie (2), gravitasjons linsing (lensing), dens innflytelse på universets galakser og dens effekt i den kosmiske bakgrunnsstrålingen.
Fysikkens standardmodell indikerer at den totale masse/energi i universet består av: ca. 5% ordinær masse, ca. 27% mørk materie og ca. 68% mørk energi . Den mest utbredt aksepterte hypotesen for mørk materie, er at den er sammensatt av 'weakly interactive mass particles' (WIMPS), som interagerer bare gjennom gravitasjon og den svake (elektromagnetiske) kraften.
Bilde 1. Passering bak 'gravitasjonslinse' (hvit stabil flekk i midten), blå flekk om det ikke hadde vært noe slik 'linse' og hvit slik bildet framtrer via observasjoner for oss
Hypotesen om mørk materie spiller en sentral rolle i nåværende modellering av kosmisk strukturformasjon og galakseformasjon og endringer og anisotrope egenskaper (har ulike verdier når de måles i ulike retninger) i kosmisk bakgrunnsstråling. Alle disse indikerer at universet har mye større materie enn det som er observerbart via elektromagnetiske signaler (13). Det er mange eksperimenter underveis, men ingen mørk materie-partikkel har ennå blitt endelig identifisert.
Selv om flertallet av fysikere går for mørk materie, er det en minoritet av astronomer som forsøker å forklare observasjoner uten å innføre mørk materie, f.eks. via MOND konform gravitet eller TeVes.
Historie
Bilde 2. Bilde av uregelmessigheter (anisotropies) i komsisk bakgrunnsstråling
På 1960-70 tallet ble galakse-rotasjons kurver (29-31) fremlagt som bevis for eksistensen av mørk materie. Nye spektrograf-målinger av hastighets kurven til spiral-galakser ble utført og bekreftet i løpet av 1970-80 tallet (32-33). Rubin fant at de fleste galakser måtte inneholde ca. 6 ganger så mye usynlig som synlig materie (34). Ved hjelp av gravitasjons måling av bakgrunns-objekter -se effekt her, ved galakse-klustre (35), temperatur-fordeling av varme gasser i (kluster)galakser og mønstre av anisotropier i kosmisk bakgrunnsstråling.
Referanser:
2. Overbye, Dennis (March 5, 2015). "Astronomers Observe Supernova and Find They're Watching Reruns". New York Times. Retrieved March 5, 2015.
13. Stanley, Matthew (2003). "'An Expedition to Heal the Wounds of War': The 1919 Eclipse and Eddington as Quaker Adventurer". Isis. 94 (1): 57-89. doi:10.1086/376099. PMID 12725104.
29. Geoffrey A. Landis, "Mission to the Gravitational Focus of the Sun: A Critical Analysis," ArXiv, paper 1604.06351, Cornell University, 21 Apr 2016 (downloaded 30 April 2016)
30. Claudio Maccone (2009). Deep Space Flight and Communications: Exploiting the Sun as a Gravitational Lens. Springer.
31. Landis, Geoffrey A., “Mission to the Gravitational Focus of the Sun: A Critical Analysis,” paper AIAA-2017-1679, AIAA Science and Technology Forum and Exposition 2017, Grapevine TX, January 9-13, 2017. Preprint at arXiv.org (accessed 24 December 2016).
32. Kaiser, Nick; Squires, Gordon; Broadhurst, Tom (August 1995). "A Method for Weak Lensing Observations". The Astrophysical Journal. 449: 460. arXiv:astro-ph/9411005
. Bibcode:1995ApJ...449..460K. doi:10.1086/176071.
33. Luppino, G. A.; Kaiser, Nick (20 January 1997). "Detection of Weak Lensing by a Cluster of Galaxies at z = 0.83". The Astrophysical Journal. 475 (1): 20-28. arXiv:astro-ph/9601194. Bibcode:1997ApJ...475...20L. doi:10.1086/303508.
34. Loff, Sarah; Dunbar, Brian (February 10, 2015). "Hubble Sees A Smiling Lens". NASA. Retrieved February 10, 2015.
35. "Most distant gravitational lens helps weigh galaxies". ESA/Hubble Press Release. Retrieved 18 October 2013.
Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund