Najväčším tajomstvom kozmu je temná hmota: Je záhadná a vypĺňa celý vesmír a vedci si už dlho kladú otázku, čo je táto tajomná hmota zač, ako formuje kozmos a ako by bolo možné detegovať jej častice

V našom vesmíre existuje mimoriadne záhadná forma hmoty: nevidíme ju, pretože svetlo ani nevyžaruje, ani neodráža – preto sa nazýva „temná hmota“.

Hneď sa tu potom vynára otázka – ako ju mohol niekto objaviť, keď je neviditeľná?

Temná hmota nebola objavená v klasickom zmysle slova – tak ako boli objavované viditeľné planéty, hiezdy a či galaxie;

jej existenciu prvýkrát postulovali v 30. rokoch 20. storočia holandský astronóm Jan Oort (1932) a švajčiarsky astrofyzik Fritz Zwicky (1933).

Jan Oort: Analyzoval pohyby hviezd v okolí Slnka a dospel k záveru, že viditeľná hmota nestačí na to, aby tieto pohyby vysvetlila pôsobením samotnej gravitácie.

Fritz Zwicky: Skúmal kopu galaxií v súhvezdí Vlasy Bereniky (Coma). Vypočítal, že galaxie v tejto kope sa pohybujú tak rýchlo, že by sa mali rozletieť do priestoru, čo sa ale nestalo.

Preto usúdil, že musí existovať neviditeľná hmota, ktorá vytvára dostatočnú gravitačnú – a takpovediac aj dodatočnú - silu na to, aby udržala kopu pohromade, nazval ju „temná hmota“.

Vera Rubin  (70. roky 20. storočia): Táto americká astronómka poskytla štúdiom rotačných kriviek špirálových galaxií kľúčové a rozsiahle dôkazy o existencii tejto neviditeľnej hmoty.

Z čoho sa skladá temná hmota?

Na rozdiel od viditeľnej hmoty zostáva jej zloženie neznáme; dodnes nie je vôbec jasné, z akých častíc sa skladá. Podľa Very Rubín je v kozme oveľa silnejšie zastúpená  ako hmota viditeľná - tvorí viac ako 80 pecent z celkovej hmoty v kozme.

Kým viditeľná hmota sa v priebehu miliárd rokov zhlukovala a vytvorila hviezdy, planéty, mesiace či galaxie, tak  temná hmota sa správa úplne inak, zrejme preto, že podlieha iným prírodným zákonom!

Tajomné častice, ktoré ju tvoria, nevytvárajú elektróny, protóny, neutróny, atómy, a tým pádom ani zložitejšie štruktúry, ako sú molekuly.

Hoci sa ju mnohé projekty po celom svete snažia zachytiť, nikomu sa zatiaľ nepodarilo pomocou detektora identifikovať ani jedinú časticu temnej hmoty.

Kde vo vesmíre sa temná hmota nachádza?

Môže byť prekvapujúce, že sa nepodarilo detegovať ani jedinú časticu temnej hmoty, keďže táto hmota existuje všade vo vesmíre – prestupuje celým kozmom.

Nachádza sa dokonca aj tu na Zemi; v skutočnosti ňou neustále prechádzame – tieto zvláštne častice jednoducho prúdia priamo cez nás, pričom my o tom vôbec netušíme.

Tento predpoklad vychádza zo skutočnosti, že vedci môžu na blízke objekty aplikovať rovnaké fyzikálne zákony ako na objekty na okraji raného vesmíru. Inými slovami: všetko funguje podľa tých istých univerzálnych zákonov.

Je to jednoduchý a priamočiary prístup k skúmaniu a pochopeniu nášho vesmíru. Naznačuje, že prázdne priestory – ako napríklad ten, v ktorom možno žijeme my – by vôbec nemali existovať.

Niekoľko pozorovaní z posledného desaťročia však naznačuje, že hmota vo vesmíre môže byť zoskupená do oblastí s vysokou a nízkou hustotou. To znamená, že vesmír nie je taký rovnomerný, ako sme si kedysi mysleli.

Keďže tmavá hmota nevyžaruje, neodráža ani neabsorbuje svetlo, je neviditeľná a svoju prítomnosť odhaľuje výlučne prostredníctvom silnej gravitačnej sily, ktorá napríklad pomáha držať galaxie pohromade.

• Vo vedeckej komunite sa za hlavných kandidátov považuje niekoľko hypotetických elementárnych častíc:

 WIMP (slabo interagujúce masívne častice): Tieto častice sú hlavnými kandidátmi; majú hmotnosť, ale v podstate neinteragujú s bežnou hmotou.

 Axióny: Extrémne ľahké, hypotetické častice pôvodne navrhované na riešenie iných problémov v kvantovej fyzike.

Sterilné neutrína: Ťažší variant už aj tak nepolapiteľných, známych neutrín.

Alternatívne teórie:

Niektorí výskumníci naznačujú existenciu drobných, primordiálnych čiernych dier alebo navrhujú modifikáciu našich gravitačných zákonov – napríklad prostredníctvom modifikovanej Newtonovej dynamiky (MOND) – aby vysvetlili tieto javy bez potreby ďalších častíc.