Kiam vi rigardas la ĉielon en serena kaj sennuba nokto, vi vidas milojn da brilaj steloj briletantaj en la nigreco de la spaco. Se vi havas teleskopon, vi ankaŭ povas observi planedojn, buntajn nebulozojn kaj eĉ malproksimajn galaksiojn. Vidante ĉi tiun mirindan pejzaĝon, vi eble pensos, ke vi rigardas la tutan universon. Sed la vero estas multe pli stranga. Ĉio, kion ni vidas, scias kaj el kio ni konsistas (inkluzive de steloj, planedoj, arboj, la homa korpo kaj eĉ la saĝtelefono en via mano), konsistigas nur ĉirkaŭ 5 procentojn de la tuta enhavo de la universo.

Do el kio konsistas la resto de la universo? Kosmologoj kredas, ke ĉirkaŭ 27 procentoj de la universo konsistas el mistera, nevidebla kaj nekonata substanco nomata "Malhela Materio" (Dark Matter) (la ceteraj 68 procentoj apartenas al eĉ pli stranga fenomeno nomata "Malhela Energio", kiu respondecas pri la akcelita ekspansio de la universo). Malhela materio ne interagas kun lumo nek kun ordinara materio, sed sen ĝi, la universo kiel ni konas ĝin hodiaŭ neniam formiĝus.

La Galaksia Karuselo kaj stranga malkovro Por kompreni kiel sciencistoj rimarkis la ekziston de io, kio tute ne videblas, ni devas reiri al la 1970-aj jaroj. Eminenta astronomo nomata Vera Rubin studis la rotacion de spiralaj galaksioj (similaj al nia propra Lakta Vojo).

La leĝoj de la Neŭtona fiziko, kiujn ni konas sur la Tero, diktas, ke ju pli vi malproksimiĝas de la centro de rotacianta sistemo (kiel la sunsistemo), des pli malrapida devus esti la rotacia rapido de objektoj. Ekzemple, la planedo Merkuro, kiu estas proksima al la suno, rotacias kun tre alta rapido, dum la malproksima planedo Neptuno havas multe pli malrapidan movadon. Vera Rubin atendis vidi la saman leĝon en galaksioj: steloj ĉe la eksteraj randoj de la galaksio devus rotacii multe pli malrapide ol steloj proksime al la galaksia centro.

Sed kion ŝi observis, ŝokis la mondon de fiziko. La steloj rande de la galaksio rotaciis kun la sama freneza rapido kiel la centraj steloj. Je tia rapido, la gravita forto de videbla materio (steloj kaj gasoj ene de la galaksio) ne sufiĉis por teni ĉi tiujn stelojn kune. La galaksioj devus disfaldiĝi kiel karuselo kiu turniĝas tro rapide, ĵetante siajn stelojn en la senfinan spacon. Sed tio ne okazis. Io nevidebla, kun sia ege potenca gravita tiro, tenis ĉi tiujn galaksiojn kune. Ĉi tiu "nevidebla gluo" estas tio, kion ni nomas Malhela Materio hodiaŭ.

Kio NE estas Malhela Materio? Foje, por kompreni grandan misteron, estas pli bone unue diri kio tiu afero ne estas. Tra jardekoj da esplorado, sciencistoj forstrekis multajn eblojn de la listo:

Se ĝi estas nevidebla, kiel ni scias ke ĝi ekzistas? Vi eble demandos, kiam ni ne povas vidi ion per ajna teleskopo (optika, transruĝa, iksoradia aŭ radia), kial sciencistoj tiom certas pri ĝia ekzisto? La respondo troviĝas en la majstraĵo de Albert Einstein, la "Teorio de Ĝenerala Relativeco".

Einstein pruvis, ke maso povas fleksi spactempon. Kiam lumo pasas preter tre amasa objekto, ĝia vojo kurbiĝas. Ĉi tiu fenomeno nomiĝas "gravita lensado". Dum observado de malproksimaj galaksiamasoj, astronomoj rimarkis, ke la lumo de galaksioj malantaŭ ĉi tiuj amasoj estis grave fleksita, streĉita kaj distordita (kiel rigardi la ĉirkaŭaĵon tra glaso da akvo).

Kalkulante la kvanton de ĉi tiu kurbiĝo, sciencistoj povis kalkuli precize kiom da maso devas ekzisti en tiu galaksiamaso por krei tiel potencan lenson. La rezulto estis mirinda! La reala maso de la galaksiamaso estis dekduoble pli granda ol la maso kalkulita de ĝiaj steloj kaj helaj gasoj. Ĉi tiu amasa kaj nevidebla maso estas la "Malhela Materio".

La graveco de Malhela Materio ne nur limiĝas al tenado de galaksioj kune; malhela materio fakte formis la arkitekturon de la tuta universo. Baldaŭ post la Praeksplodo (Big Bang), la kosmo estis tre varma kaj relative unuforma supo de partikloj. Sed ene de ĉi tiu unuformeco, estis malgrandaj kvantumaj fluktuoj. Ĉi tie, malhela materio ludis la rolon de la heroo. Ĉar malhela materio ne interagis kun lumo kaj la intensa radiado de tiu epoko, ĝi povis kondensi multe pli frue ol ordinara materio.

Per sia gravito, malhela materio formis masivajn amasojn, kiuj funkciis kiel skafaldo aŭ skeleto por la universo. Ĉi tiu skafaldo kreis masivan reton nomatan la "Kosma Reto" (Cosmic Web). Poste, la gravito de ĉi tiuj nevideblaj skeletoj altiris ordinaran materion (hidrogenajn kaj heliumajn gasojn) al si mem. Ĉi tiuj gasoj kondensis, varmiĝis, kaj naskis la unuajn stelojn kaj, finfine, galaksiojn. Se malhela materio ne ekzistus, nia universo hodiaŭ estus nur spaco plena de maldika, disa gaso, kaj ne estus steloj, planedoj aŭ homoj en ĝi.

Partikloj, kiujn la scienco ankoraŭ ne trovis. Se malhela materio ekzistas, do el kia partiklo ĝi konsistas? Partiklo-fizikistoj proponis plurajn eblajn kandidatojn por ĝi, el kiuj du havas la plej bonajn ŝancojn:

Kompreneble, malgranda grupo de sciencistoj ankaŭ kredas, ke eble tute ne ekzistas nova partiklo. Ili proponas teorion nomatan MOND (Modifita Neŭtona Dinamiko), kiu diras, ke eble je tre grandaj galaksiaj skaloj, la gravitaj leĝoj de Newton kaj Einstein bezonas esti ŝanĝitaj kaj modifitaj. Tamen, ĝis nun, la teorio MOND ne kapablis klarigi ĉiujn kosmajn fenomenojn (precipe la ŝablonon de la kosma fona radiado) tiel bone kiel la teorio de malhela materio.

Vi eble demandos vin, kion utilas al ni sur la Tero kompreni substancon kiu estas nevidebla kaj situanta en malproksimaj galaksioj? Kaj kial ĉi tiu temo gravas por la homaro?

Konsideru, ke scienco ĉiam klopodis malkovri la veron. Cent jarojn antaŭ la verkado de ĉi tiu artikolo, kiam sciencistoj malkovris la strukturon de la atomo kaj kvantuma mekaniko, neniu imagis, ke ĉi tiu esplorado iam kondukos al la invento de transistoroj, komputiloj, interreto kaj saĝtelefonoj. Malhela materio estas la plej granda scienca mistero de la 21-a jarcento. Malkovri la naturon de ĉi tiu substanco plej verŝajne postulos la formuladon de tute novaj leĝoj en fiziko; leĝoj kiuj povus ŝanĝi nian komprenon pri la realo de ekzisto kaj eble, en malproksima estonteco, estigi teknologiojn kiujn ni hodiaŭ eĉ ne povas imagi en sciencfikciaj rakontoj.

Malhela materio memorigas al ni kiom mistera kaj vasta estas nia universo kaj ke ni ankoraŭ estas en la komenco de kompreno pri nia kosma hejmo. Ni rondiras ĉirkaŭ ordinara stelo sur malgranda ŝtona planedo kaj ĵus konstatis, ke 95 procentoj de la teatraĵo de ekzisto estas prezentataj de aktoroj, kies vizaĝojn ni ankoraŭ ne vidis