Темная материя — гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и не испускает его, а проявляет себя только гравитационным воздействием.
Прямых доказательств существования темной материи в настоящее время нет, но косвенных множество. Все они основаны на специфическом поведении астрофизических объектов, в частности на аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.
Впервые о проблеме скрытой массы и возможном существовании темной материи заговорили в 1922 году британский и голландский астрономы Джеймс Джинс и Якобус Каптейн. Исследуя движение звезд в Галактике, они пришли к выводу, что подавляющая часть вещества в ней невидима. Впоследствии множество других наблюдений за нашей и другими галактиками подтвердили это предположение, причем параметры невидимой материи в целом согласовывались между собой, несмотря на разницу в методах и объектах наблюдения. Сегодня, когда в игру включилась и еще более загадочная темная материя, ускоряющая разбегание галактик, признано, что общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной состоит на 4,9% из обычной барионной материи, на 26,8% — из темной материи и на 68,3% — из темной энергии.
Существует множество кандидатов на роль частиц, составляющих темную материю, из которых наиболее популярны вимпы (WIMP, weakly interacting massive particles) — слабо взаимодействующие массивные частицы (среди них гипотетическое тяжелое или «стерильное» нейтрино), однако все попытки обнаружить их пока результата не принесли.
Существует также ряд более экзотических объяснений так называемой скрытой массы. Такова, например, теория плазменной космологии, разработанная Нобелевским лауреатом по физике Ханнесом Альфвеном, согласно которой Вселенная заполнена проводящей плазмой, по которой курсируют гигантские токи, в галактических масштабах оказывающие на вещество большее влияние, чем гравитации. Теория эта очень спорна, но она объясняет практически все, связанное с темной материей. Есть также гипотеза, по которой «лишняя» гравитация проникает к нам из параллельных вселенных. Нет лишь строго доказанной причины странного феномена под названием «темная материя».