1. Mitä ovat pimeä aine ja pimeä energia?
2. Mihin havaintoihin perustuu pimeän aineen olemassaolo?

Ratkaisu

a.

Pimeä aine ainetta, joka ei koe sähkömagneettista vuorovaikutusta tai kokee sen hyvin heikosti. Pimeä aine ei absorboi tai emittoi sähkömagneettista säteilyä. Koska aineen luonnetta ei tunneta, kutsutaan sitä pimeäksi aineeksi.

Maailmankaikkeuden on havaittu laajenevan. Nykyisin tunnetut energiamuodot eivät selitä maailmankaikkeuden laajenemista. Pimeä energia on energia, joka mahdollistaa maailmankaikkeuden laajenemisen. Se täyttää koko maailmankaikkeuden ja on jakautunut sinne tasaisesti. Täten se vaikuttaa koko maailmanakaikkeuteen, ei vain yhteen osaan maailmankaikkeutta.

b.

Pimeän aineen olemassaolo havaitaan sen gravitaatiovuorovaikutuksen kautta. Pimeä aine on jakaantuntu galakseihin. Galaksien liike galaksijoukossa tai tähtien liike galaksien sisällä ei selity näkyvän aineen määrällä, vaan havaitun liikkeen aikaansaamiseksi on oltava ainetta, jota ei nähdä. Pimeän aineen olemassaolon todiste on myös gravitaatiolinssi-ilmiö, jossa massa kaareuttaa avaruutta. Avaruuden kaareutuminen määräytyy massakeskittymän suuruudesta.