وقتی شب به آسمون نگاه می‌کنیم، ستاره‌ها و سیاره‌ها رو می‌بینیم و شاید ناخودآگاه تصور کنیم بیشتر جهان از همین چیزها تشکیل شده. اما در واقع، ماده‌ی معمولی‌ای که ستاره‌ها، سیارات و حتی خود ما رو تشکیل میده فقط حدود ۵٪ از محتوای جهانه.
حدود ۲۷٪ جهان رو ماده تاریک (Dark Matter) و حدود ۶۸٪ رو انرژی تاریک (Dark Energy) تشکیل میده
اول از همه، "تاریک" بودنش به این معنی نیست که مثل یه جسم سیاه نور رو جذب می‌کنه. تا جایی که می‌دونیم انتشار، بازتاب یا جذب نور قابل مشاهده‌ای نداره. به همین دلیل نمی‌تونیم مستقیما ببینیمش و چیزی که می‌تونیم ببینیم اثر گرانشی اون روی محیط اطرافشه
ولی از کجا فهمیدیم ماده‌ی تاریک وجود داره؟
یکی از مهم‌ترین سرنخ‌ها از خود کهکشان‌ها به دست اومد. ستاره‌های یه کهکشان به دور مرکز اون می‌چرخن و سرعت چرخش‌شون به مقدار جرمی که در اطرافشون وجود داره بستگی داره. بنابراین، اگر جرم قابل مشاهده‌ی یه کهکشان رو بدونیم، می‌تونیم پیش‌بینی کنیم ستاره‌ها در فاصله‌های مختلف از مرکز، با چه سرعتی باید حرکت کنن.
انتظار این بود که هرچی از مرکز کهکشان دورتر می‌شیم، سرعت ستاره‌ها هم کاهش پیدا کنه؛ چون بخش زیادی از جرم قابل مشاهده، در نواحی نزدیک‌تر به مرکز قرار داره.
اما وقتی دانشمندا سرعت ستاره‌ها رو در بخش‌های مختلف کهکشان اندازه گرفتن، با یه چیز متفاوت روبه‌رو شدن. در بسیاری از کهکشان‌ها، ستاره‌های نواحی بیرونی خیلی سریع‌تر از چیزی حرکت می‌کردن که انتظار می‌رفت. در واقع، سرعت اون‌ها در فاصله‌های دور از مرکز، خیلی کمتر کاهش پیدا می‌کرد و تقریبا بالا باقی می‌موند.
این یعنی انگار بیشتر از چیزی که می‌بینیم در کهکشان جرم وجود داره؛ جرمی که نور نمی‌ده یا دست‌کم به شکل معمول قابل مشاهده نیست، اما اثر گرانشی خودش رو نشون میده. این جرم نامرئی همون چیزیه که بهش می‌گیم ماده‌ی تاریک.
اما فقط از روی حرکت ستاره‌ها نیست که می‌تونیم ردپای ماده‌ی تاریک رو پیدا کنیم. یک راه دیگه، Gravitational Lensing یا عدسی گرانشیه.
گرانش می‌تونه مسیر نور رو خم کنه. بنابراین وقتی نور یه کهکشان دوردست از کنار یه جرم بزرگ عبور می‌کنه، مسیر نور در اثر گرانش اون جرم تغییر می‌کنه و تصویری که ما از اون کهکشان می‌بینیم ممکنه کشیده، خمیده یا حتی چند تکه بشه.
دانشمندا با اندازه‌گیری همین تغییرات در مسیر نور می‌تونن توزیع جرم در مسیر نور رو تخمین بزنن و گاهی مقدار جرمی که از طریق عدسی گرانشی به دست میاد، خیلی بیشتر از جرمیه که می‌تونیم مستقیما با تلسکوپ ببینیم
ماده‌ی تاریک اصلا از چی ساخته شده؟
هنوز نمی‌دونیم، ذرات مختلفی به عنوان گزینه‌های احتمالی پیشنهاد شدن، اما هنوز هیچ ذره‌ای به طور قطعی به عنوان ماده‌ی تاریک شناسایی نشده.
دانشمندا فکر می‌کنن ماده تاریک احتمالا مثل یه اسکلت نامرئی در مقیاس کیهانی عمل می‌کنه و یه چیز فرعی نیست
حالا می‌رسیم به چیزی که اسمش شبیه ماده‌ی تاریکه، اما اصلا همون نیست.
ما می‌دونیم که جهان در حال انبساطه؛ یعنی در مقیاس‌های خیلی بزرگ، فاصله‌ی بین کهکشان‌ها با گذشت زمان بیشتر می‌شه. در ابتدا دانشمندا انتظار داشتن گرانش به مرور جلوی این انبساط رو بگیره و باعث بشه سرعت انبساط کم و کمتر بشه.
اما در دهه‌ی ۱۹۹۰، وقتی اخترشناس‌ها ابرنواخترهای بسیار دور رو بررسی کردن، فهمیدن که سرعت این انبساط در حال افزایشه نه کاهش.
برای توضیح این رفتار عجیب، دانشمندا مفهومی به نام انرژی تاریک رو وارد مدل‌های کیهان‌شناسی کردن. اما نمی‌دونیم انرژی تاریک دقیقا چیه. حتی معلوم نیست که یک "چیز" به معنای معمول کلمه باشه.
یه توضیح ممکن اینه که خود فضای خالی دارای نوعی انرژی باشه؛ چیزی که بهش Vacuum Energy یا انرژی خلأ می‌گیم.
یک احتمال دیگه اینه که انرژی تاریک به نوعی میدان ناشناخته مربوط باشه؛ میدانی که ممکنه ویژگی‌هاش در طول زمان و در نقاط مختلف فضا تغییر کنه.
و یک احتمال بنیادی‌تر، شاید اصلا مشکل از وجود یک ماده یا انرژی ناشناخته نباشه و نظریه‌ی گرانش در مقیاس‌های کیهانی نیاز به اصلاح داشته باشه
اگر خیلی ساده بگیم، ماده‌ی تاریک مثل یک جرم نامرئیه که از طریق گرانشش روی ماده‌ی معمولی اثر می‌ذاره و نقش مهمی در شکل‌گیری و رشد ساختارهای کیهانی داره. و اون رو از روی اثر گرانشیش رو روی چیزهایی که می‌بینیم دنبال می‌کنیم.
انرژی تاریک، به چیزی مربوط می‌شه که باعث می‌شه انبساط جهان در مقیاس‌های بزرگ با گذشت زمان شتاب بگیره. و اون رو از روی رفتار خود جهان در مقیاس‌های کیهانی دنبال می‌کنیم
ما به آسمون نگاه می‌کنیم و فکر می‌کنیم داریم جهان رو می‌بینیم؛ اما چیزی که می‌بینیم شاید فقط نوک کوه یخ باشه. بیشتر جهان هنوز برای ما یه معماست
