المادة المعتمة مادة غير مضيئة لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر أي برصد أي شكل من الإشعاع الكهرطيسي الصادر منها وهي تنتشر عبر الكون لقد تم اقتراح وجود هذه المادة بواسطة دراسات نظرية معينة.إن معرفة وتحديد وجود المادة المعتمةDark matterوكمية هذه المادة يعتبر من أكثر المسائل تحديا في علم الفيزياء الفلكيةAstrophysicsالحديث.
هناك ثلاث دراسات نظرية اقترحت بوجود المادة المعتمة وهي:
• تعتمد الدراسة الأولى على نسبة دوران المجرات فالمجرات القريبة منا تبدو بأنها تدور بشكل أسرع مما هو متوقع عندما نأخذ مقدار المادة المرئية فقط الموجودة في المجرة فالعديد من الفلكيين يعتقدون بوجود أدلة كافية لنستنتج أن%90من المادة الموجودة في مجرة نموذجية هي مادة غير مرئية.
• أما الدراسة النظرية الثانية فهي مبنية على وجود عناقيد المجرات فالكثير من المجرات في الكون تتجمع في مثل هذه العناقيد فبعض الفلكيين يتفقون بشكل محدد بأن المجرات تجمعت مع بعضها لتشكل العناقيد المجرية والتي ترتبط مع بعضها بواسطة قوى الجاذبية الكونية وأن هذه العناقيد تشكلت قبل مليارات السنين وهذا ينتج عنه أن أكثر من %90من المادة الموجودة في العنقود المجري هي مادة معتمة أما إذا كان العنقود لا يحوي الكتلة الكافية لتبقي المجرات مجتمعة مع بعضها فإن المجرات سوف تتحرك بشكل منفرد مستقلة عن بعضها البعض ولا تظهر هذه التجمعات.
• والدراسة النظرية الثالثة تقترح بأن وجود المادة المعتمة مبني على نموذج الانفجار الكوني المتوسع وطبقاً لفكرة التوسع الكوني فإن الكون ذهب في مرحلة من التوسع السريع جداً عندما كان شاباً فإذا كانت نظرية الانفجار الكونيBig bangصحيحة عندئذ يكون الثابت الكوني cosmological constantالذي يصف توسع الكون قريباً من الواحد ونتيجة لهذا الثابت القريب من الواحد لا بد وأن تكون كتلة الكون الكلية أكثربـ100مرة من مقدار الكتلة المرئية التي تبدو موجودة.
لقد استنتج فريق من العلماء الدوليين أنه من الممكن أن يكون%50من المادة المعتمة في الكون تأخذ شكل أقزام بيض White dwarfsوهي نجوم غير مرئية أحرقت منذ زمن طويل وقودها النووي وأنهم على يقين بأن الغالبية من المادة المعتمة تأخذ أشكال من الأقزام البيضاء وأن جسيمات النيترينوNeutrinoوجسيمات غريبة تشكل النسبة الباقية من المادة المعتمة للكون ...