Темная материя

Темная материя — гипотетическая форма материи, не излучающая и не поглощающая электромагнитное излучение, обнаруживаемая только через гравитационное воздействие. Составляет ~27 % массы-энергии Вселенной (против 5 % обычной материи).

Существование предсказал Ян Оорт (1932), но ключевым стал Фриц Цвикки (1933): он обнаружил, что галактики в скоплении Девы движутся слишком быстро для видимой массы. В 1970-х Вера Рубин подтвердила это на вращении спиральных галактик — звезды на периферии вращались с той же скоростью, что и в центре, что невозможно без дополнительной невидимой массы.

Темная материя формирует гравитационный «каркас» Вселенной: без нее галактики разлетелись бы, а крупномасштабная структура (космическая паутина) не могла бы сформироваться за возраст Вселенной. Ее распределение отображено через гравитационное линзирование.

Природа темной материи неизвестна. Ведущие кандидаты — вимпы (слабовзаимодействующие массивные частицы), аксионы и стерильные нейтрино. Прямой поиск ведется в подземных детекторах (LUX-ZEPLIN, XENON), на коллайдерах (БАК) и через косвенные сигналы (гамма-излучение от аннигиляции). Разгадка природы темной материи станет одним из величайших прорывов физики.