Wiemy na pewno, że nasz wszechświat składa się z ok.100 mld galaktyk, z których każda, w zależności od wielkości, składa się z kilkuset miliardów gwiazd, planet, komet i obłoków pyłu gwiezdnego. Czy to dużo? Niekoniecznie. Naukowcy uważają bowiem, że te obiekty stanowią zaledwie 5 proc. materii i energii kosmosu. Skąd to wiedzą? Najkrócej i najprościej mówiąc: z obserwacji ruchu obrotowego galaktyk. Wykazuje ona, że grawitacja jest w galaktykach znacznie większa, niż wynikałoby to z ilości widzialnej, znanej nam materii, którą zawierają. Co jest zatem jest odpowiedzialne za spójność galaktyk? Naukowcy doszli do wniosku, że spoiwem grawitacyjnym jest jakaś materia, która nie emituje i nie odbija promieniowania elektromagnetycznego. Z tego powodu nazwano ją po prostu ciemną materią. Ale to nie jest dobra nazwa, bowiem sugeruje, że ów kosmiczny ,,klej” przypomina znaną nam materię. „Ciemna” materia to jest np. choinka schowana przez większą część roku w ciemnej piwnicy, albo czarna kurtka przechodnia idącego nocą po nieoświetlonej drodze.
Czym zatem jest ta kosmiczna „ciemna materia”? Najwłaściwsza odpowiedź brzmi: nie wiadomo. I nie dlatego, że naukowcom brakuje wiedzy czy wyobraźni, ale dlatego, że ciemna materia wymyka się naszym pojęciom obiektów rzeczywistych. Prócz oddziaływania grawitacyjnego nie wchodzi w żaden sposób w reakcję ze znaną nam materią. Jest jak kosmiczny duch. Wiemy o niej mniej niż o czymkolwiek innym we wszechświecie.
Wszechświat puchnie niczym balonik i czeka go rozdarcie
Jeszcze bardzie tajemnicza od ciemnej materii wydaje się ciemna energia, która ponosi odpowiedzialność za przyśpieszające tempo rozrostu wszechświata. Także jej odkrycie było czysto poszlakowe. Na trop ciemnej energii naprowadziły naukowców supernowe powstałe z układów podwójnych o pewnej określonej masie. Takie układy składają się z olbrzymiej gwiazdy krążącej wokół wspólnego środka z białym karłem, który zasysa z niej zewnętrzne warstwy gazu. Kiedy żarłoczny biały karzeł przekroczy masę 1,44 masy Słońca, nazywaną „granicą Chandrasekhara”, wybucha jak bomba termojądrowa. Przez kilka tygodni jasność tego wybuchu dorównuje łącznej jasności wszystkich pozostałych gwiazd w galaktyce.
Czym zatem jest kosmiczna „ciemna materia”? Najwłaściwsza odpowiedź brzmi: nie wiadomo
Ten specyficzny rodzaj supernowej posiada charakterystyczną jasność absolutną. Dzięki temu używając odpowiednich teleskopów astronomowie mogę wykryć je w każdym zakątku wszechświata i w miarę precyzyjnie określić ich położenie względem galaktyk i innych supernowych tego typu. Nadają się więc idealnie do pomiaru odległości najdalszych galaktyk w kosmosie.
