La materia oscura è il termine utilizzato per riferirsi alla massa invisibile che costituisce una parte significativa dell’universo. Sebbene la sua natura precisa sia ancora un mistero, si ipotizza possa includere stelle morte, stelle nane e gas molecolare, tra gli altri. Sono stati proposti diversi modelli teorici per spiegare il funzionamento della materia oscura, e si stima che questa massa invisibile rappresenti circa il 30% dell’universo.

La prima formulazione di questa teoria risale al 1933, grazie agli studi dell’astronomo svizzero Fritz Zwicky. Analizzando le sette galassie nel Cluster Coma, il suo obiettivo era calcolare la massa del Cluster attraverso lo studio delle velocità di dispersione delle galassie stesse. Poiché ogni oggetto nell’universo ruota, la massa di una galassia può essere dedotta dalla velocità della sua rotazione. Maggiore è la velocità di rotazione, maggiore è la massa. Un altro metodo per valutare la massa era il calcolo della luminosità; infatti, la massa di una galassia è direttamente proporzionale alla sua brillantezza.

Tuttavia, Zwicky si rese conto che i risultati dei suoi calcoli non coincidevano con le previsioni, e propose quindi l’idea dell’esistenza di materia invisibile che potesse spiegare tale discrepanza. Egli sostenne che questa ‘materia oscura’ fosse responsabile della stabilità delle galassie nelle loro posizioni. Altri astronomi, nel tentativo di calcolare la massa di altre galassie, si trovarono ad affrontare lo stesso problema insito nei calcoli di Zwicky, il che portò a una maggiore indagine da parte degli astrofisici e degli astronomi.

Nonostante le evidenze suggeriscano l’esistenza della materia oscura, la prova diretta rimane sfuggente. È ampiamente riconosciuto che la materia oscura sia composta da corpi baryonici e non-baryonici. Gli elementi non-baryonici includono non solo le particelle che si trovano negli atomi, ma anche axioni e particelle massicce che interagiscono debolmente (WIMPs). Attualmente, cosmologi e astrofisici stanno conducendo esperimenti per rilevare queste sostanze non-baryoniche, nel tentativo di raccogliere prove concrete a sostegno dell’esistenza della materia oscura.