Materia întunecată este una dintre cele mai mari enigme ale fizicii moderne. Deși nu poate fi văzută direct, aceasta reprezintă aproximativ 27% din toată masa și energia din univers, conform cercetărilor recente din domeniul cosmologiei. Chiar dacă materia întunecată nu emite lumină și nu poate fi detectată cu ajutorul telescoapelor tradiționale, cercetătorii sunt convinși că prezența ei influențează mișcarea galaxiilor și structura generală a universului. Dar ce este, mai exact, materia întunecată și cum o influențează galaxiile?
Materia întunecată nu poate fi observată direct deoarece nu interacționează cu lumina sau cu radiațiile electromagnetice în mod obișnuit. De fapt, „întunecată” se referă la faptul că nu poate fi detectată prin emisia de radiații electromagnetice, cum ar fi lumina vizibilă sau undele radio, ceea ce o face invizibilă pentru telescopul nostru. Cu toate acestea, materia întunecată poate fi studiată indirect, prin efectele sale gravitaționale asupra materiei vizibile, cum ar fi stelele, galaxiile și gaza intergalactică.
Unul dintre cele mai clare moduri în care materia întunecată influențează galaxiile este prin atracția gravitațională pe care o exercită asupra materiei vizibile din jurul ei. De exemplu, studiile asupra mișcării stelelor din galaxiile noastre și din galaxiile îndepărtate sugerează că stelele de la periferia galaxiilor se mișcă mult mai repede decât ar trebui să o facă, având în vedere doar masa vizibilă a galaxiilor, care include stelele și gazele. Conform legilor gravitației lui Newton, aceste stele ar trebui să aibă o viteză mai mică și ar trebui să fie atrase spre centrul galaxiilor. Totuși, din observațiile făcute, se constată că există o forță suplimentară care le ține pe aceste stele în mișcare, iar acea forță este atribuită materiei întunecate.
Un alt indiciu care sugerează existența materiei întunecate provine din studiile asupra formării galaxiilor și a structurilor de mari dimensiuni ale universului. Măsurătorile efectuate asupra „luminilor de fundal” ale universului, cum ar fi radiația cosmică de fond (CMB), indică faptul că materia întunecată joacă un rol crucial în formarea și menținerea structurii galaxiilor. Se crede că materia întunecată a acționat ca un „schelet” gravitațional care a ajutat la atragerea materiei vizibile și la formarea galaxiilor și a clusterelor galactice. În absența materiei întunecate, universul ar fi avut o structură complet diferită, iar galaxiile nu ar fi fost capabile să se formeze și să rămână stabile.
Mai mult, materia întunecată influențează și distribuția galaxiilor pe mari distanțe. Când cercetătorii observă structuri precum „rețelele cosmice”, adică distribuția galaxiilor și a altor materii vizibile în univers, ei observă o rețea de filamente și noduri. Aceste structuri sunt puternic influențate de materia întunecată, care ajută la menținerea acestor filamente și la formarea unor grupuri de galaxii. Aceste observații au condus la dezvoltarea unor modele cosmologice care includ materia întunecată ca un component cheie în formarea și evoluția structurii universului.
În ceea ce privește natura materiei întunecate, aceasta rămâne o mare necunoscută. Cele mai multe teorii sugerează că materia întunecată ar fi formată din particule subatomice care interacționează foarte puțin cu materia normală. Cele mai populare teorii sunt cele care presupun existența particulelor „WIMP” (Weakly Interacting Massive Particles), particule masive care interacționează doar prin gravitație și forța nucleară slabă. Deși până acum nu au fost descoperite particule de materie întunecată, cercetările în acest domeniu sunt în plină desfășurare, inclusiv experimentele subterane și studiile astrofizice.
În concluzie, materia întunecată este un component fundamental al universului care influențează comportamentul și structura galaxiilor. Deși nu poate fi observată direct, prezența sa poate fi dedusă prin efectele gravitaționale pe care le are asupra materiei vizibile. Studiile continue asupra galaxiilor și ale structurilor cosmologice mari ne vor ajuta să înțelegem mai bine natura acestei materii invizibile și rolul esențial pe care îl joacă în formarea și evoluția universului nostru.
