A csillagászok már a 20. század harmincas éveiben gyanították, hogy az általunk látott (csillagokba, bolygókba, gáz- és porfelhőkbe tömörült) anyagon kívül még másfajta, nem látható, „sötét” vagy „láthatatlan” anyag is lehet az Univerzumban. Az ezredforduló körül végzett precíziós méréssorozatok aztán megállapították, hogy ez a sötét anyag kb. ötször nagyobb tömeget képvisel, mint a látható anyag. (Ezen felül egy másik, még rejtélyesebb, a sötét anyagnál kb. háromszor nagyobb mennyiségű anyagfajta, az ún. „sötét energia” avagy „kvinteszencia” is jelen van.) Az általános relativitáselmélet által megjósolt gravitációs lencsehatás felhasználásával később sikerült feltérképezni a galaxisok és galaxishalmazok körül tömörülő sötét anyag eloszlását, mintegy lefényképezni a láthatatlan anyagot.

Összeolvadó galaxishalmazok a Hubble felvételén, a képre vetített anyageloszlás-térképekkel. Bizonyos értelemben ez tekinthető a sötét anyag első „fényképének”.

Forrás: https://cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen/opo0639a.jpg

De vajon miből is van ez a titokzatos sötét anyag, milyen objektumok (megalapozott gyanúnk szerint: még ismeretlen elemi részecskék) alkotják, és miért láthatatlan?

Gravitációs hatásán kívül vajon milyen kölcsönhatásokra léphet a közönséges, „világító” anyaggal? Hogyan kell kiegészíteni az ismert elemi részecskéket sikeresen leíró részecskefizikai Standard Modellt, hogy a sötét anyag ismeretlen alkotóelemeiről is számot tudjon adni? Hogyan befolyásolja a sötét anyag jelenléte a kozmikus méretű fizikai folyamatokat, pl. a galaxisok kialakulását vagy az Univerzum tágulásának folyamatát?

A Standard Modell utolsó hiányzó részecskéjét, a Higgs-bozont néhány éve megtaláló kísérleti részecskefizikusok most a sötét anyag feltételezett részecskéi (pl. a szuperszimmetria elmélete által megjósolt újfajta részecskék) nyomába eredtek. Az utóbbi két év néhány bíztató eredményt hozott ebben a kutatási irányban. Az előadáson a csillagászati bizonyítékok és az elméleti feltételezések mellett a legfrissebb hírekről – és ha a 2016 nyarára és őszére tervezett ellenőrző kísérletek sikerrel járnak, talán már a sötét anyag első alkotóelemeinek felfedezéséről – is beszámol Dávid Gyula.