Kontrowersje wokół ciemnej materii

Astronomowie obserwują ciemną materię. Jest to materia, która oddziałuje z naszą materią tylko za pośrednictwem sił grawitacji. Rozkład ciemnej materii we Wszechświecie pokazuje jasno, że widać tylko efekty oddziaływania grawitacyjnego. Patrząc z tego punktu widzenia sprawa jest prosta - wystarczy że "ciemną materię" zdefiniujemy, jako taki rodzaj materii, który oddziałuje z nami wyłącznie poprzez grawitację.

Istnieje grupa fizyków, którzy próbują odkrywać nowe cząstki za pomocą akceleratorów lub obserwacji promieniowania kosmicznego. Mają oni nadzieję, że takie odkrycie pozwoli stwierdzić, że część ciemnej materii wcale nie jest ciemną materią, ale zwykłą materią. W tym sensie mówimy, że ci fizycy próbują zidentyfikować niektóre cząstki ciemnej materii, jako cząstki, które zdolne są oddziaływać z nami, czyli cząstki, które nie są ciemną materią. Teraz astronomowie szacują, że ciemna materia stanowi około 80% materii we Wszechświecie. Jeżeli fizycy odkryją nowe cząstki, np. aksjony czy neutrina sterylne, to może okazać się, że trzeba będzie zmienić to oszacowanie - może okazać się np., że część tego, co teraz obserwujemy jako ciemną materię, to nie jest ciemna materia, tylko właśnie te aksjony i neutrina sterylne. Wtedy będziemy mogli poprawić oszacowanie i mówić np., że tylko 60% materii nie oddziałuje z nami inaczej niż poprzez grawitację.

Inna grupa fizyków ma nadzieję, że obserwacje astronomiczne nie są dostatecznie precyzyjne - że istnieją oddziaływania tak słabe, że na razie nie widać ich efektów w rozkładzie masy we Wszechświecie. Mają oni nadzieję, że w przyszłości dokładniejsze obserwacje pokażą jakieś subtelne oddziaływania niegrawitacyjne pomiędzy obłokami ciemnej materii a galaktykami rozumianymi tradycyjnie, czyli tak, jak je definiowano zanim odkryto ciemną materię. Jeżeli takie odkrycie zostanie dokonane, to trzeba będzie po prostu zmienić definicję "ciemnej materii" - że "ciemna materia" to taka materia, która oddziałuje z nami tylko poprzez grawitację i te nowo odkryte subtelne oddziaływania.

Kiedy więc pojawia się w mediach zdanie: "fizycy wciąż bezskutecznie poszukują ciemnej materii", to powstają kontrowersje, gdyż zdanie to jest tylko skrótem myślowym, oznaczającym, że fizycy poszukują nowych cząstek, którymi mogliby zastąpić ciemną materię - mogliby sformułować hipotezę, że ciemna materia nie jest ciemna, ale składa się z nowo odkrytych cząstek zwykłej materii.