Темну матерію не видно в телескоп напряму, але її присутність видає рух галактик. Коли астрономи вимірюють швидкість обертання зір на околицях галактики, числа не збігаються з масою видимого газу й пилу. За розрахунками, ці зорі мали б рухатися повільніше, інакше система втратить стійкість. Проте вони тримаються на орбітах так, ніби всередині є додаткова, невидима маса.
Другий важливий сигнал дає гравітаційне лінзування. Світло від далеких об'єктів викривлюється сильніше, ніж це могло б статися під дією лише видимої речовини. Це означає, що гравітація в цих ділянках більша, ніж дозволяє «звичайна» матерія. Саме тут модель темної матерії поки найкраще пояснює спостереження без зайвих припущень.
Що ми знаємо і чого не знаємо
Найобережніше формулювання таке: темна матерія — робоча гіпотеза, яка узгоджується з багатьма незалежними даними, але її частинку ще не зафіксовано безпосередньо. Тому наука рухається паралельно двома шляхами: шукає кандидатів на цю частинку в детекторах і перевіряє альтернативні гравітаційні моделі. Перевага такого підходу в тому, що жодне пояснення не оголошують «остаточним» без нових підтверджень.
Висновки
1) Рух зір у галактиках і гравітаційне лінзування стабільно вказують на додаткову масу, яку ми не бачимо напряму.
2) Модель темної матерії зараз найкраще узгоджує космологічні спостереження, але це ще не фінальна відповідь.
3) Ключовий крок найближчих років — пряме експериментальне підтвердження або переконливі дані на користь альтернатив.