10. Hər dəfə səmaya baxdıqda, əslində orada gördüklərimizdən daha çox səma cismini görə bilmirik. Bununla yanaşı, kainatın hər nöqtəsində bilinəndən 5 dəfə çox bilinməyən maddələr var. Bu bilinməyən maddələr qaranlıq maddə adlanır.

Onların var olduğunu bilirik. Çünki, onların yaratdığı qravitasional linzalanmaları müşahidə edə bilirik. Onlar olmasayı, bu qədər səma cismi qalaktikaları, daha böyük sistemləri bir arada tuta bilməzdi. Onların var olduğunu bilirik, amma nə olduqlarını yox.

Qaranlıq maddələrə təsir edə biləcəyimiz 4 fundamental təbiət qüvvəsi var. Güclü qüvvə atom nüvəsinin dağılmağının qarşısını alır; zəif qüvvə isə tam əksi, zərrəciklərin və atomların parçalanmasında iştirak edir; elektromaqnetik qüvvə yüklü zərrəciklər arasında təsiri ötürür; cazibə qüvvəsi isə kütləsi olan bütün maddə növləri arasında əlaqəni təmin edir. Qaranlıq maddəyə elektromaqnetik təsir göstərmək lazımdır ki, işıq və ya digər dalğa geri qaytarsın. Qayıdan elektromaqnetik dalğaları teleskoplarla toplayıb onlarda şifrələnən məlumatları aça bilərik.

Artıq kifayət qədər çoxlu qaranlıq maddə namizədləri var. Onların hərəsinin yuxarıdakı qüvvələrlə özünəməxsus təsir növləri və onları izah edən nəzəriyyələr mövcuddur. Bəziləri digərlərindən daha çox fiziki hadisələri izah edə bilir, bəziləri isə daha reallığa uyğundur. Sizlərə ən qabaqcıl 5 qaranlıq maddə namizədlərini təqdim edirik.

1. WIMP (Zəif təsirli kütləvi zərrəciklər)
ingiliscə açılışı weakly interacting massive particles zəif təsirli kütləvi zərrəciklər perspektivli görünən hipotetik zərrəcikdir. O bildiyimiz maddə növlərindən fərqli olardı. Elektromaqnetik qüvvə ilə fərqli təsir növü niyə kainatda görünməz olduğunu açıqlayır. Hər saniyə yalnız ətrafındakı cisimlərlə zəif və cazibə əlaqəsinə girən Yerin hər kvadrat santimetrindən yüz minlərlə belə zərrəcik keçməlidir.
Əgər WIMPlər mövcuddursa, onda onların miqdarı normal materiyanınkından 5 dəfə çox olmalıdır ki, bu da kainatdakı qaranlıq maddələrin nəzəri miqdarı ilə örtüşür. Bu bizə onların toqquşmalarından əmələ gələn yüklü zərrəcikləri Yerdə toplayıb, yaydıqları işıq şüalarını müşahidə etməyə imkan verir. Elə XENON100 təcrübəsi də bunu etməyə çalışır.
WIMPlər bir çox geniş tədqiqatların mövzusu olmuşdur. Əsasən də, heç əlaqəsi olmayan Standard Model sonrası fizikanın da belə zərrəciklərin varlığını önə sürməsi təsadüfü WIMP möcüzəsi adlanır.

2. Aksionlar
Aksionlar aşağı kütləli, yavaş hərəkət edən, yükü olmayan, digər maddələrlə zəif təsirdə olan, və bu da onların aşkar edilməsini çətinləşdirən zərrəciklərdir. Yalnız xüsusi kütləli aksionlar qaranlıq maddələrin görünməzliyini izah edə bilər. Biraz yüngül və ya ağır aksionlar birbaşa görünə bilər. Aksionlar bir cüt işıq kvantlarına - fotonlara parçalandığına görə, belə foton cütlərinə baxıb onların varlığını isbat etmək olar. Axion Dark Matter Experiment kimi təcrübələr bu üsulla onları axtarır.

3. MACHO (kütləvi sıx halo cisimlər)
MACHO massive astrophysical compact halo object sözlərinin abbreviaturasıdır. Tarixən ilk təklif edilən qaranlıq maddə namizədlərindən biridir. Halo cisimlər, yəni neyrton ulduzlar, ağ və boz cırtdanlar adi maddədən ibarətdir. Bəs onlar necə görünməz ola bilər? Cavabı, bu cisimlər olduqca az yox səviyyəsində işıq saçırlar.
Onları müşahidə etməyin bir üsulu ulduzların parlaqlığını ölçməkdir. Ağır kütləli cisimlər qravitasional linzalanma hadisəsi yaratdığı üçün, bu hadisə zamanı arxadakı ulduzlar və obyektlərin parlaqlığı arta bilər. Ölçülən parlaqlıq onu linzalaşdıran kütlənin miqdarını ölçməyə imkan verir. Hal-hazırkı qənəatə görə, bu tip cisimlərin kütləsi bilinən qaranlıq maddə miqdarına uyğun gəlmir.

4. Kaluza-Klein zərrəciyi
Kaluza-Klein nəzəriyyəsi bilinən 3 fəza ölçüləri (en, uzunluq, hündürlük,) və zamandan əlavə fəzada qıvrılan görünməz beşinci ölçü barədədir. Sim nəzəriyyəsinin ilkin növü olan bu nəzəriyyənin proqnoz verdiyi 550-650 proton kütləsində olan zərrəcik qaranlıq maddəni təşkil edə bilər.
Bu tip zərrəciklər həm elektromaqnetik, həm də cazibə ilə təsir edə bilər. Lakin, fəzada 5-ci ölçüdə qıvrıldıqlarına görə biz müşahidə edə bilmirik. Xoşbəxtlikdən, neytrino və protonlara parçalandığından, onları təcrübələrdə axtarmaq daha rahat olardı. Böyük Hadron Toqquşdurucu kimi güclü zərrəcik sürətləndiriciləri hələ də aşkar edə bilməyiblər.
5. Qravitino
Ümumi nisbilik və supersimmetriya nəzəriyyələrini birləşdirərkən yeni qravitino adlanan zərrəcik proqnozlaşdırılır. Çoxsaylı təcrübələri müvəffəqiyyətlə izah edən supersimmetriya nəzəriyyəsinə əsasən bütün bozon zərrəciklərin onlardan yarım-tam spin ədədi ilə fərqlənən superşərikləri olmalıdır. Məsələn, fotonun fotino adlı superşəriyi olmalıdır. Bu məqsədlə, cazibə qüvvəsini ötürdüyü fikirləşilən hipotetik qraviton zərrəciyin də qravitio adlı superşəriyi olmalıdır. Qravitinonun yüngül hesab edildiyi bəzi superqravitasiya modellərinə əsasən o elə qaranlıq maddə ilə eynidir.

Mənbə: The Conversation