Tamsioji medžiaga

Tamsioji medžiaga (kartais naudojamas terminas nematomoji medžiaga arba tamsioji materija) – hipotetinė nežinomos sudėties medžiaga (arba astronominiai objektai), kuri nespinduliuoja ar neatspindi elektromagnetinių bangų, tačiau jos buvimas yra atrandamas iš gravitacinio poveikio matomai (šviečiančiai arba sugeriančiai) medžiagai, kai kurių gravitacinių lęšių.

Pirmą kartą šią problemą paminėjo amerikiečių kilmės šveicarų astronomas Fritz Zwicky mėgindamas paaiškinti anomalias galaktikų sukimosi kreives.

Tamsiosios medžiagos sudėtis nežinoma. Tai gali būti tiek specifinių elementariųjų dalelių spiečiai (masyvių ar, priešingai, ypač lengvų ), tiek ir dideli, tačiau nespinduliuojantys ir todėl nematomi objektai.

Galaktikos diferencialinio sukimos kreivė (tai yra galaktikos objektų sukimosi greičio ${\displaystyle \!v(r)}$ priklausomybė nuo atstumo ${\displaystyle \!r}$ iki galaktikos centro) yra nulemta galaktikos masės ${\displaystyle \!M(r)}$ pasiskirstymu priklausomai nuo atstumo ${\displaystyle \!r}$ ir yra aprašomi formule:

${\displaystyle v(r)={\sqrt {{GM(r)} \over r}}}$,

Tuomet sukimosi greitis toliau nuo centro turi kisti pagal ${\displaystyle \!v(r)\sim r^{-{1 \over 2}}}$ dėsnį. Tačiau daugelio spiralinių galaktikų sukimosi greičiai toli nuo centro, net iki (20–25 kiloparsekų) išlieka beveik nepakitę. Tai reiškia, kad medžiagos tankis tolstant nuo centro nekrenta taip greitai, kaip turėtų mažėti, jei ji būtų sudaryta tik iš stebėjimais registruojamos medžiagos (dujų - dulkių debesų, žvaigždžių). Taigi, nematomoji medžiaga turėtų nusidriekti gerokai toliau už stebimų galaktikos ribų, o jos masė turėtų būti eile didesnė už stebimos šviečiančios medžiagos masę.