ダークマターは科学的な概念であり、宇宙に存在する直接観測されていない神秘的な物質です。科学者たちは、主に宇宙に対する重力の影響により、暗黒物質の存在を推測してきました。暗黒物質の存在は、銀河の回転速度や銀河団の構造など、多くの天文観測を説明できます。
まず、暗黒物質とは何かを理解する必要があります。ダークマターとは、私たちが日常生活でさらされている電子、陽子、中性子などの科学実験で直接検出できる通常の物質とは異なる仮想の物質です。ダークマターは光を含む電磁波を一切放出しないため、光学望遠鏡などの機器で直接見ることはできません。
では、暗黒物質の存在はどのようにしてわかるのでしょうか? これは重力の影響によるものです。私たちは暗黒物質を直接見ることはできませんが、他の物質に対する重力の影響からその存在を推測することができます。例えば、銀河の自転速度を観測すると、銀河の外側の星の自転速度は、目に見える物質の分布から計算される速度よりもはるかに速いことがわかりました。ロープを使って石を投げているようなものです。ロープが十分に長い場合は、石を回転させ続けるためにより多くの力を加える必要があります。同様に、銀河の回転には、十分な重力を提供する目に見えない「ロープ」、つまり暗黒物質が必要です。
さらに、暗黒物質は大規模な宇宙構造にも影響を与えます。私たちの宇宙は無数の銀河や銀河団で構成されており、それらは均等に分布しているわけではなく、独特のネットワーク構造を形成しています。この構造の形成には重力をもたらすために大量の物質が必要ですが、この物質の大部分は暗黒物質です。
暗黒物質についてはある程度の理解はあるものの、その性質は依然として謎のままです。一部の科学者は、暗黒物質は暗黒物質粒子と呼ばれる 1 つまたは複数の未知の粒子で構成されていると信じています。科学者たちは暗黒物質粒子を直接検出しようとさまざまな実験を行っていますが、今のところ成功していません。他の科学者は、暗黒物質は重力理論に対する私たちの理解が不完全であることの表れである可能性がある、つまり暗黒物質の現象を説明するには新しい重力理論が必要になるのではないかと考えています。