Темна матерія – одна з найбільш інтригуючих загадок сучасної астрофізики. Це невидима субстанція, яка становить близько 85% всієї матерії у Всесвіті, проте ми ніколи не спостерігали її безпосередньо. Отже, звідки ми знаємо, що темна матерія існує?
Вчені вперше дізналися про темну матерію в 1930-х роках, коли помітили, що зірки в галактиках рухаються набагато швидше, ніж повинні були б, виходячи з кількості видимої матерії. Це наштовхнуло на думку, що має існувати якась додаткова, невидима матерія, яка впливає на рух зірок.
З того часу численні спостереження надали додаткові докази існування темної матерії. Одним з найбільш переконливих доказів є вивчення космічного мікрохвильового фону (CMB), який є післясвітінням Великого вибуху. Аналізуючи КНФ, вчені змогли обчислити загальну кількість матерії у Всесвіті, як видимої, так і темної. Вони виявили, що кількості видимої матерії у Всесвіті недостатньо для пояснення спостережуваної структури і руху галактик, що свідчить про те, що у Всесвіті повинна існувати додаткова, невидима матерія.
Ще одним важливим доказом є спостереження гравітаційного лінзування світла від далеких галактик. Гравітаційне лінзування відбувається, коли шлях світла від далекої галактики викривляється під дією гравітаційного тяжіння масивного об’єкта, наприклад, скупчення галактик. Вимірюючи величину лінзування, вчені можуть зробити висновок про масу об’єкта, що спричиняє лінзування. У багатьох випадках величина лінзування набагато більша, ніж можна було б очікувати, виходячи з наявної видимої матерії, що свідчить про наявність додаткової, невидимої матерії.
Інші спостереження, такі як рух галактик у скупченнях і розподіл матерії у Всесвіті, також підтримують існування темної матерії. Хоча нам ще належить безпосередньо виявити темну матерію, ці спостереження надають переконливі докази її існування і продовжують стимулювати дослідження цієї захоплюючої і загадкової субстанції.