Ғалам адам көзі немесе ең қуатты телескоптың өзі толық қамти алмайтын деңгейде әлдеқайда күрделі құрылымға ие. Ұзақ уақыт бойы ғалымдар жұлдыздар, ғаламшарлар және тұмандықтар әлемнің негізгі құрамын құрайды деп ойлаған. Алайда астрофизика ғарыш құрылымын тереңірек зерттей бастаған сайын жаңа түсінік қалыптасты. Көзге көрінетін материя бүкіл болмыстың тек аз ғана бөлігі екені анықталды. Жарық шығармайтын және оны шағылыстырмайтын белгісіз бір компонент бар екені байқалды. Соған қарамастан ол айналасындағы нысандарға өте күшті гравитациялық әсер етеді. Ғалымдар бұл жұмбақ құбылысты «қараңғы материя» деп атады.
- Қараңғы материя бүкіл Ғаламның шамамен 27 пайызын құрайды деген дерек бар. Ал жұлдыздар, ғаламшарлар және адамдар сияқты бізге таныс кәдімгі заттар бар болғаны 5 пайызға жуық бөлігін ғана алады. Қалған бөлігі қараңғы энергия мен көзге көрінбейтін осы компонентке тиесілі. Оның табиғаты әлі күнге дейін ғылым үшін шешілмеген жұмбақ болып қала береді.
- Оның бар екеніне алғашқы дәлелдер XX ғасырдың 1930-жылдарында байқалған деген дерек бар. Швейцариялық астроном Фриц Цвикки Вероника Шашы шоқжұлдызындағы галактикалар шоғырын зерттеді. Ол байқалған масса нысандарды гравитация күшімен бірге ұстап тұруға жеткіліксіз екенін анықтады. Осыдан кейін ол жасырын бір зат бар болуы мүмкін деген болжам айтты. Сол кезде «қараңғы материя» термині енгізілді. Бірақ бұл идеяға көптеген ғалымдар ұзақ уақыт бойы күмәнмен қарады.
- Галактикалардың айналу қозғалысы олардың ішінде көрінетіннен әлдеқайда көп масса бар екенін көрсетеді деген дерек бар. 1970-жылдары америкалық астроном Вера Рубин галактикадағы жұлдыздардың айналу жылдамдығын зерттеді. Ол орталықтан алыс орналасқан жұлдыздардың да өте жоғары жылдамдықпен қозғалатынын анықтады. Гравитация заңдары бойынша олар баяуырақ қозғалу керек еді. Бұл құбылысты тек галактиканы қоршап тұрған үлкен көрінбейтін гало арқылы түсіндіруге болады.
- Қараңғы материя жарықпен ешқандай әрекеттеспейді деген дерек бар. Ол фотондарды жұтпайды. Сондай-ақ сәулені шағылыстырмайды және өзі де жарық шығармайды. Сондықтан оны тікелей бақылау мүмкін емес. Қазіргі құралдардың ешқайсысы оны тікелей тіркей алған жоқ. Оның бар екенін тек гравитациялық әсерлері арқылы ғана анықтауға болады.
- Гравитациялық линзалау құбылысы көрінбейтін нысанды анықтауға мүмкіндік береді деген дерек бар. Қашықтағы галактиканың жарығы қараңғы материя көп шоғырланған аймақ арқылы өткенде оның бағыты өзгереді. Бұл құбылыс жарық сәулесінің әйнек арқылы өткендегі сынуына ұқсайды. Осындай бұрмаланған кескіндерді бақылау арқылы астрофизиктер жасырын массаның таралу картасын жасай алады. Бұл әдіс өте жоғары дәлдік береді.
- Галактикалар шоғырларының соқтығысуы оның бар екеніне маңызды жанама дәлел берген деген дерек бар. Ғалымдар «Пуля» деп аталатын екі галактикалық шоғырдың соқтығысуын зерттеді. Соқтығыс кезінде ыстық газ тежеліп қалған. Ал негізгі гравитациялық орталықтар басқа бағытқа жылжыған. Бұл негізгі масса көрінетін газ орналасқан жерде емес екенін көрсетті. Ол бір-бірімен әрекеттеспей өткен көрінбейтін бұлттар түрінде орналасқан.
- Бұл құбылыстың табиғаты әлі де қызу ғылыми пікірталастардың тақырыбы болып отыр деген дерек бар. Ең кең таралған болжам ерекше элементар бөлшектердің болуын ұсынады. Олар вимптер деп аталады. Мұндай бөлшектер кәдімгі материямен тек гравитация арқылы әрекеттеседі деп есептеледі. Әлемдегі ең ірі детекторларда көптеген тәжірибелер жүргізілді. Оның ішінде Үлкен адрон коллайдері де бар. Бірақ осы уақытқа дейін болжанған бөлшектердің ешқайсысы анық табылған жоқ.
- Қараңғы материя болмағанда галактикалар да, адамдар да пайда болмауы мүмкін еді деген дерек бар. Үлкен жарылыстан кейін дәл осы көрінбейтін құрылымдар гравитациялық «құдықтар» қалыптастырды. Сол аймақтарға кәдімгі материя жинала бастады. Осылайша біртіндеп жұлдыздар мен галактикалар пайда болды. Егер мұндай көрінбейтін қаңқа болмағанда Ғалам біркелкі газ бұлты күйінде қалуы мүмкін еді. Мұндай жағдайда тіршіліктің пайда болуына қажетті жағдайлар қалыптаспас еді.
Қараңғы материя ғылымның ерекше мүмкіндігін көрсететін мысалдардың бірі. Ғалымдар оны тікелей көре алмаса да жанама белгілер арқылы оның бар екенін анықтай алды. Бұл құбылысты зерттеу Ғалам құрылымы туралы түсініктерді түбегейлі өзгертіп жатыр. Сонымен қатар физиктерді стандартты модельден тыс жаңа теориялық шеңберлерді іздеуге итермелейді. Осы жұмбақ компоненттің табиғатын ашу XXI ғасырдағы ең ірі ғылыми жаңалықтардың біріне айналуы мүмкін. Оның маңызы кванттық механика немесе салыстырмалылық теориясының ашылуымен тең болуы ықтимал. Ғаламның басым бөлігі біз әлі көре де алмайтын және тікелей өлшей алмайтын заттардан тұратыны анықталып отыр. Бұл ғылымның өзін нағыз интеллектуалдық батылдықтың көрінісіне айналдырады.
