Od Einsteinových časů víme, že hmota a energie jsou vzájemně ekvivalentní. Astronomové proto počítají, kolik je ve vesmíru obojího. V současnosti si myslí, že na obyčejnou hmotu připadá jen asi 4,9 procenta obsahu vesmíru. Dalších 26,8 procenta tvoří takzvaná hmota temná. 63,8 procenta spadá na záhadnou temnou energii, která urychluje rozpínání vesmíru. Přesnou povahu temné hmoty ani temné energie nikdo nezná. Nový výzkum teď přinesl přesvědčivé důkazy, že první zmíněné jsoucno je i v naší Galaxii.
Temná hmota Nereaguje se světlem a dá se proto pozorovat jen podle svého gravitačního působení. Dlouho ale neměli důkaz, že je i v naší vlastní galaxii. Aby mohli hvězdáři prohlásit, že je někde ve vesmíru temná hmota, musí měřit pohyby těles z obyčejné hmoty. Výsledek pak dosazují do rovnic, které popisují jejich vzájemné gravitační působení. Pokud výpočty nesedí, ale seděly by, kdyby existovala ještě nějaká masa, jež není vidět, svědčí to o přítomnosti temné hmoty. I když pořád nikdo neví, z čeho temná hmota je, ani jestli vůbec existuje, dokázat, že ovlivňuje pohyby vzdálených galaxií, je relativně snadné. Dá se spočítat i, kolik jí je a jaký má tvar.
V případě těles uvnitř naší hvězdné soustavy to je ale obtížnější. Poněvadž jsme sami součástí Mléčné dráhy a obíháme rychlostí okolo 220 kilometrů za sekundu kolem jejího středu, je těžké změřit pohyb ostatních těles dostatečně přesně. Astronomové Fabio Iocco ze Saopaulské univerzity, Miguel Pato z Technické univerzity v Mnichově a Gianfranco Bertone z Amsterodamské univerzity zkusili všechna dostupná měření oběžných drah v naší Galaxii shromáždit a interpretovat.
WIMPs
V časopise Sceince zveřejnili výsledky výpočtů, které vylučují, že by v naší Galaxii byla jen obyčejná hmota. "Pozorovaná rotace nemůže být vysvětlena, pokud by kolem nás a mezi námi a středem Galaxie neexistovala velká množství temné hmoty," prohlásil Miguel Pato. Kolik temné hmoty je a kde je, zatím se vědci nepokusili odhadnout. Snesli jen důkazy, že musí existovat.
I když fyzikové zatím nemohou temnou hmotu zkoumat, pokouší se spekulovat, z čeho by mohla být. V současnosti nejoblíbenější kandidáti jsou takzvané slabě interagující hmotné částice, obvykle označované anglickou zkratkou WIMPs (weakly interacting massive particles).
Ve vesmíru existují čtyři základní síly, jimiž na sebe mohou věci působit. Nejznámější jsou elektromagnetická a gravitační. Obě působí na velké vzdálenosti. Kromě nich existují ještě dvě další síly, jejichž dosah je krátký, srovnatelný s rozměry jádra atomu. Říká se jim jen silná a slabá. WIMPs by měly reagovat jen na gravitaci a slabou sílu. Silná a elektromagnetická by je neměla ovlivňovat.
Vesmírný éter
Většina fyziků si myslí, že temná hmota je skutečná. Není to ovšem tak dávno, co si mysleli, že celý vesmír prostupuje všudypřítomné médium, jímž se šíří elektromagnetické vlnění. Říkali mu vesmírný éter. Byl to nesmysl. Pořád ještě proto existuje možnost, že žádná temná hmota není, a že je nějaký problém v našich vědomostech o fyzikálních zákonech. Nejlepší dosud vynalezený popis gravitace je obecná teorie relativity z počátku minulého století.
Je velmi dobře prověřená. Stále se ale, aspoň z principu, nedá vyloučit, že je v ní nějaká chyba. Existuje několik jejích alternativ, které si bez temné hmoty poradí. Asi nejrozšířenější je takzvaná modifikovaná newtonovská dynamika, již v osmdesátých letech vymyslel Izraelec Mordehai Milgrom.
