Dark matter

Sa astronomiya, ang dark matter (lit. na 'materyang madilim') ay isang hipotetikong anyo ng materya na mukhang hindi nakikipag-interaksyon sa liwanag o sa kampong elektromagnetiko (electromagnetic field). Ipinapahiwatig ang dark matter sa pamamagitan ng mga epekto ng grabidad na hindi mapaliwanag ng pangkalahatang relatibidad maliban kung may presensya ng mas maraming materya kaysa sa maaring makita. Nangyayari ang mga ganoong epekto sa konteksto ng pagbuo at ebolusyon ng mga galaksiya,^[1] paglelente ng grabitasyon,^[2] ang kasalukuyang kayarian ng namamasid na uniberso, posisyon ng masa sa mga banggaang galaktiko,^[3] ang mosyon ng mga galaksiya sa loob ng mga kumpol ng galaksiya, at mga anisotripiya ng kosmikong microwave background.

Sa pamantayang modelong Lambda-CDM ng kosmolohiya, ang nilalamang masa-enerhiya ng uniberso ay 5% ordinaryong materya, 26.8% dark matter, at 68.2% dark energy, isang anyo ng enerhiya.^[4][5][6][7] Kaya, binubuo ang dark matter ng 85%^[a] ng kabuuang masa, habang binubuo ang dark energy at dark matter ng 95% ng kabuuang nilalaman ng masa–enerhiya.^{[8][9][10][11]}

Hindi kilala ang dark matter na nakikipag-interaksyon sa ordinaryong materyang baryoniko at radyasyon maliban sa pamamagitan ng grabidad,^[b] na mahirap na makita sa laboratoryo. Ang laganap na paliwanag ay na ang dark matter ay isang hindi pa nadidiskubreng partikulang subatomiko,^[c] tulad ng mga weakly interacting massive particle (WIMPs, o mahinang nakikipag-interaksyong malaking partikula) o mga axion.^[12] Ang ibang pangunahing posibilidad ay ang dark matter ay binubuo ng primordiyal na mga black hole.^[13][14][15]

Inuuri ang dark matter bilang "malamig", "mainit-init", o "mainit" ayon sa belosidad nito (mas tumpak, ang malayang pag-anod ng haba nito). Pinaboran ang kamakailang mga modelo ang isang senaryong malamig na dark matter, kung saan lumalabas ang mga estruktura sa pamamagitan ng unti-unting pagkaipon ng mga partikula, subalit pagkatapos ng kalahating dantaon ng walang bungang paghahanap ng partikulang dark matter, ang mas kamakailang mga obserbasyon ng along grabitasyon at ng Teleskopyong Pangkalawakang James Webb ay lubhang pinagtibay ang kaso para sa primordiyal at mga direktang collapse black hole.^[13][14][16]

Bagaman pangkalahatang tinatanggap ng pamayanang astropisika ang pagkakaroon ng dark matter,^[17] isang minorya ng mga astropisiko, naintriga sa mga espesipikong obserbasyon na hindi naipaliwanag ng mabuti ng ordinaryong dark matter, ay nangatuwiran para sa iba't ibang pagbabago ng pamantayan sa mga batas ng pangkalahatang relatibidad. Kabilang dito ang binagong dinamikong Newtoniyano, grabidad na tensor-bektoryal-eskalar, o grabidad na entropiko. Sa ngayon, wala sa mga pinanukulang teoriyang binagong grabidad ang matagumpay na naisasalarawan ang bawat piraso ng namamasid na patunay at kasabay nito, pinapanukula na kahit kailangang baguhin ang grabidad, may ilang anyo ng dark matter ang kinakailangan pa rin.^[18]