Wat is donkere materie?

Donkere materie is een mysterieuze vorm van materie die zwaartekrachteffecten op gewone materie heeft, maar niet op een andere manier kan worden waargenomen.Hoewel conventionele materie-clouds kunnen worden gedetecteerd door hun stellaire activiteit, lichtverstrooiing, radio-emissies en andere middelen, zijn wolken van donkere materie onzichtbaar voor de overgrote meerderheid van onze instrumenten.Toch vormen ze 90% - 99% van de zaak in het universum.

In de jaren 30, voerden astronomen Fritz Zwicky en Sinclair Smith een analyse uit van de snelheid van sterrenstelsels binnen de grote galactische clusters Maagd en coma.Ze ontdekten dat alle sterrenstelsels tussen tien en honderd keer sneller bewogen dan ze zouden moeten zijn, gezien de schattingen op basis van waargenomen stellaire dichtheid.Iets ongezien was het genereren van extra zwaartekracht.

Hoewel de eerste observaties van Zwicky en Smiths sterk bewijs leken te leveren voor donkere materie, waren niet alle kosmologen overtuigd.Omdat deze galactische clusters zo ver weg waren, was het moeilijk om de onafhankelijke snelheden van elke sterrenstelsel op een tijdsbestek van slechts decennia nauwkeurig te meten.Sterker bewijs kwam in de jaren 70 toen wetenschappers zoals Rubin, Freeman en Peebles de rotatiecurven van sterrenstelsels begonnen te analyseren.Sterren in spiraalvormige sterrenstelsels, zoals de onze eigen, bewogen sneller rond de galactische kern dan hun waarneembare massa zou duiden op.

Uiteindelijk werd ontdekt dat alle sterrenstelsels donkere materiehalo's bevatten die zich ver buiten de grenzen van het sterrenstelsel aangeven door eentelescoop.Van deze halo's wordt gezegd dat ze bestaan uit machos (massieve astrofysische compacte halo -objecten) en Wimps (zwak interagerende massieve deeltjes).Macho's zijn theoretiseerd om voornamelijk zwarte gaten en bruine dwergen (uitgebrande sterren) te zijn.Ze bestaan uit conventionele of baryonische materie - de atomen die we kennen, alleen sterk gecomprimeerd.Van Wimps wordt gezegd dat ze niet-balkense vormen van materie zijn, zwak interacterende deeltjes die bij relativistische snelheden bewegen.De meest waarschijnlijke kandidaat voor Wimps zijn de neutrino en zijn neven en nichten.