Как мы все знаем, темную материю никто никогда не видел, а ее существование не доказано. Это гипотеза, вытекающая из теоретических выкладок и астрономических наблюдений. И несоответствие одного другому. Еще в 1930-е швейцарский астроном Фриц Цвикки обратил внимание, что объекты на галактической периферии не замедляются, отдаляясь от центра (а должны — по одному из законов Кеплера). Отсюда возникла мысль, что большая часть материи, образующую галактику, для нас невидима.
Считается, что темная материя составляет ~25-50% от всей материи мироздания, а плотность видимой материи, из которой состоят телескопы, астрономы и все прочее — это лишь ~ 5%. Темную материю нельзя увидеть, в том числе, в рентгеновском, УФ- или ИК-диапазоне. Если бы темной материи не было, после Большого взрыва не начали бы формироваться галактики — есть такое мнение. Говорят, что еще есть темная энергия — на нее и вовсе приходится ~70-75% всей плотности Вселенной.
Оппонирует концепции темной материи гипотеза MOND — модифицированная ньютоновская динамика с альтернативной теорией гравитации, объясняющей вращение галактик без привлечения темной материи. Короче говоря, сторонники MOND считают, что темная материя до сих пор не была обнаружена, потому что ее нет.
Ученые уже обнаружили с десяток карликовых галактик, в которых темной материей действительно даже и не пахнет. Например, наблюдения за галактиками DF2 и DF4 и последующие расчеты показали, что их траектории стали расходиться из общей точки около 8 млрд лет назад. Вместе с ними начали движении и другие карликовые галактики, обделенные темной материей. В итоге они выстроились в ряд, в котором предположительно от семи до 11 галактик. Эта «очередь за счастьем» находится от нас на расстоянии ~ 70 млн световых лет.
Все это становится еще интереснее, если учесть, что вращение звезд и газа в далеких галактиках невозможно измерить напрямую. Только компонент, расположенный вдоль линии прямой видимости, известен из точных спектроскопических измерений. Если смотреть на галактику «в упор», она будет вращаться в основном в плоскости неба. Это может ввести наблюдателя в заблуждение и заставить думать, что галактика вращается очень медленно, поэтому требуется пересчитать наклон между плоскостями диска и неба (наклон оценивается по тому, насколько эллиптической кажется галактика). В результате галактика может быть гораздо ближе, чем предполагалось. А это косвенно подтверждает, что вращается она намного быстрее, чем считалось ранее. А это уже звучит далеко не в пользу гипотезы MOND.
Более того: компьютерное моделирование показало, что галактика может казаться эллиптической даже при наблюдении «лицом к лицу»: потому что звезды и газ в галактике обладают своей гравитацией и могут «вытягиваться». Аналогичный процесс вызывает спиральные рукава в дисковых галактиках, которые настолько распространены, что их часто называют спиральными галактиками.
Так или иначе, в этом вопросе пока больше вопросов, чем ответов.