Ciemna materia (ang. dark matter) – hipotetyczna materia nieemitująca i nieodbijająca promieniowania elektromagnetycznego. Jej istnienie zdradzają jedynie wywierane przez nią efekty grawitacyjne. Według danych zebranych na podstawie obserwacji dużych struktur kosmicznych, interpretowanych w kategoriach równań Friedmana i metryki Friedmana-Lemaître'a-Robertsona-Walkera, ciemna materia to ok. 27% bilansu masy-energii Wszechświata, obok materii zwykłej (widzialnej) i dominującej ciemnej energii.

Powyżej to prosta definicja z Wikipedii. Prosta, ale jednocześnie zawierająca w sobie wiele pułapek. Ale po kolei.

Od 2017 w Halloween czyli 31 października fizycy obchodzą "Dzień ciemnej materii", żeby upamiętnić niezliczone i na razie daremne próby odkrycia i zrozumienia tej zagadkowej substancji. Wypełnia ona swą olbrzymią masą całe galaktyki, także Drogę Mleczną, ale jak dotąd jest nieuchwytna. Nie widzimy jej i nie potrafimy złapać cząstek, z których jest zbudowana. W ogóle nie pojmujemy, czym ona jest. Nie bez przesady można rzec, że to największa zagadka współczesnej fizyki. Kto ją rozwiąże, przewyższy sławą Einsteina.

"Dzień ciemnej materii" jest pomysłem grupy popularyzatorów nauki z największych światowych ośrodków fizyki wysokiej energii skupionych w stowarzyszeniu o nazwie Interactions Collaboration. To przedstawiciele m.in. amerykańskich laboratoriów Fermilab, Brookhaven, europejskich CERN i Desy, japońskiego KEK, rosyjskiej Dubnej czy Chińskiej Akademii Nauk.

Wymyślili oni, że najlepszym dniem do ciemnej materii będzie Halloween, którego symbolem są wymykające się zdrowemu rozsądkowi duchy i stwory z zaświatów.

Szukają i… nic

Naukowcy uparcie szukają tzw. ciemnej materii.  Wiedzą, że otacza nas ze wszystkich stron i - jak podejrzewają - przenika także przez nasze ciała, ale nie potrafią jej "złapać za rękę". Zarówno my jesteśmy dla niej przezroczyści, jak i ona jest przezroczysta dla nas.

 Naukowcy nie mają pojęcia, z czego się składa, choć od lat tropią ją na Ziemi i w kosmosie. Jej odkrycie albo zrozumienie jej natury z całą pewnością przyczyni się do rewolucji w fizyce.

Pierwszy trop ciemnej materii to zachowanie się galaktyk

Na pierwszy ślad tego świata cieni wpadł w roku 1933 r. Fritz Zwicky, szwajcarski uczony, jeden z najbardziej oryginalnych astrofizyków zeszłego stulecia, który mierzył prędkości ruchu galaktyk w gromadzie Coma w konstelacji Warkocz Bereniki. Próbował zrozumieć, co sprawia, że to zgrupowanie ponad tysiąca galaktyk trzyma się razem, choć wirują wokół siebie z wielkimi prędkościami - średnio 1 tys. km na sekundę.

Każdy, kto kręcił się na karuzeli w wesołym miasteczku, wie, że gdyby siodełko urwało się z łańcucha, to zamiast kręcić się w koło, poleciałoby w siną dal. W gromadzie galaktyk takim łańcuchem jest siła grawitacji.

Z pomiarów Zwicky'ego wynikało jednak, że galaktyki poruszają się tak szybko, że już dawno powinny się urwać z uwięzi grawitacji, a cała gromada - rozlecieć we wszystkie strony. Zwicky uznał, że w tej gromadzie musi być coś więcej poza widocznymi gwiazdami. Przez teleskopy widać tylko to, co świeci, więc ten hipotetyczny niewidoczny element ochrzcił mianem "ciemnej materii". Jego hipoteza była wtedy ledwie astronomiczną egzotyką, dziwadłem, w które tak naprawdę nikt nie wierzył.

Ale po raz kolejny tajemnicza materia dała o sobie znać w latach 70. zeszłego wieku, gdy wyniki pomiarów ruchu gwiazd opublikowała Vera Rubin z Carnegie Institution w Waszyngtonie. Rubin zmierzyła prędkość gwiazd na obrzeżach Wielkiej Mgławicy Andromedy, galaktyki porównywalnej z Drogą Mleczną. Rezultaty wskazywały na to, że gwiazdy "czują" grawitacyjne przyciąganie czegoś, co jest rozleglejsze i ma dużo większą masę niż to, co widać w teleskopach.

    Dowodów przybywało i mniej więcej około roku 1980 większość astrofizyków pogodziła się z niepokojącą myślą, że galaktyki zawierają jakąś niewidoczną materię, i to w dużej ilości.

Obecne szacunki wskazują, że ciemna materia ma ponad pięć razy większą masę niż cała zwyczajna materia złożona z atomów znanych pierwiastków, które tworzą galaktyki, Słońce, planety, Ziemię i nas samych.

Ciemna materia – największe wyzwanie dla naukowców

Nie świeci ani nie pochłania światła. Daje o sobie znać tylko za pośrednictwem swojej masy, tj. czujemy siłę jej przyciągania grawitacyjnego. Wydaje się, że nie wypełnia Wszechświat w jednorodny sposób (w odróżnieniu od innej tajemnicy kosmosu - ciemnej energii, ale to już temat na inną historię). Gromadzi się ona w tych samych miejscach, w których są zwykłe gwiazdy, planety i obłoki gazów międzygwiazdowych, czyli w galaktykach i wokół nich. Z tym że skupiska ciemnej materii mają mniejsze zagęszczenie i są dużo rozleglejsze (wiemy o tym, bo tworzą one "grawitacyjne soczewki", które zakrzywiają światło docierające do Ziemi).

Nasza Galaktyka wraz z Układem Słonecznym także są w niej zanurzone. Widoczna część Drogi Mlecznej ma średnicę 100 tys. lat świetlnych, ale obłok ciemnej materii, w którym się znajdujemy, rozciąga się na odległość aż 1,5 mln lat świetlnych, a więc sięga aż do sąsiedniej Andromedy.

Co ciekawe, ze współczesnych modeli ewolucji kosmosu wynika, że ciemna materia była niezbędna, aby zwykła materia mogła skupić się w galaktyki i gwiazdy, a w końcu - w planety.

Naukowcy już wiedzą, że istniejemy dzięki ciemnej materii. Nie wiedzą tylko, czym jest.

Szukają wśród znanych cząstek elementarnych… ale tam jej nie znajdą!

Hipotez jest prawie tyle, ilu jest fizyków zajmujących się tą zagadką. Większość uważa, że mamy do czynienia z nieznanymi jeszcze cząstkami elementarnymi, które mają całkiem inne własności niż te, które znamy. Nazwano je roboczo mianem WIMP. To skrót od "słabo oddziałujące masywne cząstki".

Jest jednak frakcja fizyków, która sądzi, że ciemna materia jest czymś w rodzaju XIX-wiecznego eteru, tj. mityczną substancją, która nie istnieje. Jest tylko mirażem, który bierze się stąd, że nie znaleźliśmy właściwej teorii do opisu grawitacji w skalach galaktycznych. 

Tymczasem ciemna materia to…

Na pokładzie okrętu Nautilus świętujemy Dzień Ciemnej Materii w dość oryginalny sposób: pijemy czarną kawę (bez mleczka) w Bazie FN pochylając się na podręcznikiem fizyki cząstek elementarnych. Od dawna podejrzewamy, że owa ciemna materia to nic innego jak oddziaływanie energii duchowej wypełniającej wszechświat. To ona odpowiada za utrzymanie w ruchu galaktyk i układów słonecznych, w tym naszego. Odkrycie „energii Chi” stanie się faktycznie momentem przełomowym dla ziemskiej nauki, gdyż otworzy drogę do antygrawitacji i korzystania z energii źródła, co rozwiąże problemy energii dla świata. Naukowcy idą jednak w złym kierunku i szukają jej nie tam, gdzie trzeba. Gdybyśmy mieli budżet idący w setki milionów dolarów, wtedy sami zaczęlibyśmy prowadzić badania naukowe w zupełnie inny sposób… Kto wie, może kiedyś tak będzie? ;)

Poniżej film z naszego archiwum wideo FN.

Uwaga wszyscy śledzący nasz PROJEKT KONTAKT! Jest ogromne zainteresowanie naszymi ostatnimi publikacjami, a przecież ledwie uchyliliśmy rąbek tajemnicy… najciekawsze dopiero przed wami! Postaramy się dziś lub najpóźniej jutro uruchomić zupełnie nowe rzeczy na stronie, a także zaktualizować ostatnie teksty o PROJEKCIE KONTAKT. Fantastycznie przebiega współpraca z naszymi czytelnikami i pomoc w zakresie projektu. Zobaczyliśmy potężne możliwości, zupełnie wcześniej nieznane, więc wykorzystamy je. Więcej szczegółów jeszcze dziś lub najpóźniej jutro!