สสารมืด (Dark Matter) คือ หนึ่งในปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในจักรวาลวิทยา เป็นสสารที่เราไม่สามารถมองเห็นหรือตรวจจับได้โดยตรงผ่านเครื่องมือทางดาราศาสตร์ในปัจจุบัน เนื่องจากมันไม่เปล่งแสง ไม่ดูดกลืน หรือสะท้อนแสงใดๆ ทำให้มัน “มืด” ในความหมายที่แท้จริง อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ทราบถึงการมีอยู่ของมันผ่านผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงที่มันกระทำต่อวัตถุอื่นๆ ในจักรวาล
ลักษณะสำคัญของสสารมืด
- ไม่มีแสงสว่างหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า: สสารมืดไม่แผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นจึงไม่สามารถสังเกตเห็นได้โดยตรงผ่านกล้องโทรทรรศน์หรืออุปกรณ์วัดแสงต่าง ๆ
- มวลมาก แม้ว่าจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้ แต่สสารมืดมีมวลมากและมีอิทธิพลแรงโน้มถ่วงที่สำคัญต่อการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์และกาแล็กซี่
- ไม่ทำปฏิกิริยากับสสารปกติ สสารมืดไม่ทำปฏิกิริยากับสสารปกติผ่านแรงไฟฟ้าหรือแรงนิวเคลียร์
หลักฐานการมีอยู่ของสสารมืด
- การหมุนของกาแล็กซี นักดาราศาสตร์พบว่าความเร็วในการหมุนของดาวฤกษ์ที่อยู่ในกาแล็กซี่ห่างไกลจากศูนย์กลางนั้นไม่สอดคล้องกับปริมาณมวลที่สามารถสังเกตเห็นได้ นั่นหมายถึงต้องมีมวลเพิ่มเติม (คือสสารมืด) ที่ไม่สามารถมองเห็นได้
- การเลี้ยวเบนของแสง (Gravitational Lensing) เมื่อแสงจากดาราจักรที่อยู่ไกลผ่านผ่านมวลที่มีปริมาณมาก เช่น กลุ่มกาแล็กซี่ แสงจะถูกบิดเบือน นักดาราศาสตร์สามารถวัดการบิดเบือนนี้และพบว่ามวลที่ทำให้เกิดการบิดเบือนนี้ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยสสารที่มองเห็นได้เพียงอย่างเดียว
ทฤษฎีและการศึกษาเพิ่มเติม
1. ทฤษฎี WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) หนึ่งในทฤษฎีที่นิยมคือ WIMPs ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวลมากแต่มีปฏิสัมพันธ์กับสสารปกติอย่างอ่อนมาก
2. การทดลองตรง (Direct Detection) นักวิทยาศาสตร์กำลังทำการทดลองหลายโครงการเพื่อพยายามตรวจจับสสารมืดโดยตรงโดยใช้เครื่องตรวจจับที่มีความละเอียดสูงอยู่ใต้ดินเพื่อหลีกเลี่ยงรังสีคอสมิก
3. การศึกษาโดยอ้อม (Indirect Detection) อีกวิธีหนึ่งคือการศึกษาผลลัพธ์ของการทำลายหรือการสลายตัวของสสารมืด โดยการสังเกตสัญญาณจากอนุภาคหรือรังสีที่สสารมืดอาจปล่อยออกมา
การค้นหาสสารมืดยังคงเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในวงการวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังทำการทดลองและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ เพื่อตรวจจับสสารมืดโดยตรงหรือศึกษาผลกระทบของมันต่อวัตถุอื่นๆ ในจักรวาล การค้นพบสสารมืดจะนำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาลและองค์ประกอบพื้นฐานของมัน
