Capistrano de Souza (2019) lyfter fram att eftersom standardmodellen inte inrymmer några mörka materiepartiklar är en hypotes att det behövs ny fysik för att utöka standardmodellen med ytterligare partiklar. Författaren framför att resultatlös sökande har skett efter tre hypotetiska partiklar, axioner, WIMPs och så kallade sterila neutriner.

Carrol och Ostlie (2007) lyfter fram problemet med densitetsprofilen för galaxers mörka materiehalo, som antas vara på formen \rho\left(r\right)=\frac{\rho_0}{1+\left(\frac{r}{a}\right)^2} , där \rho_0 och a bestäms utifrån den observerade övergripande rotationskurvan för galaxen. För stora r när radien på mörka materiehalon tillika avståndet från galaxcentrum är stort, är dock inte antagandet korrekt eftersom det skulle innebära att galaxer har en oändligt stor massa. Detta eftersom galaxmassan beror på r enligt M(r)=\int_{0}^{\infty}{\rho\left(r\right)4\pi r^2dr} , vilket innebär att den mörka materiehalon måste ha ett slut eller avta snabbt så att inte massintegralen blir oändlig. Eftersom den mörka materiehalon inte går att observera direkt är det givetvis svårt att erhålla kunskap om hur halon verkligen slutar.

Författarna framför dock att 1996 förslog Navarro, Frenck och White en alternativ form av mörk materia CDM, cold dark matter, där deras simuleringar påvisade en mörk materiehalo med en enorm storlek som omfattade även dvärggalaxer och galaxkluster långt utanför själva galaxen. De erhöll en densitetsprofil på formen \rho\left(r\right)=\frac{\rho_0}{\frac{r}{a}\ \left(1+\frac{r}{a}\right)^2} , där ekvationen inte ger oändlig galaxmassa men att ekvationen är applicerbar på enormt stora avstånd.

Capistrano de Souza (2019) nämner problemet med att förutom sammankopplingen via gravitation, finns ingen direkt och tydlig sammankoppling mellan ljus och mörk materia. Därav anser författaren att den sanna naturen av hur mörk materia växelverkar med vanlig materia fortfarande är ett okänt område. Författaren fortsätter med att det även är okänt hur den mörk materien samverkar med den mörka energin och hur den mörk materien har samverkat med inflationen under Placktidseran av universums utveckling. Författaren lyfter dock fram att strålning med en signatur på 3,5 keV har observerats komma från galaxer, i större omfattning från vissa, som skulle kunna förklaras genom växelverkan där den mörka materian är involverad.

Capistrano de Souza (2019) påtalar även att i standardmodellen, som den är utformad utifrån experimentell partikelfysik, finns inget utrymmer för några nya partiklar som skulle kunna förklara den mörka materien. Författaren menar att därav behövs en ny modell bortom standardmodellen för att den mörka materien ska inrymmas. En sådan finns och benämns som lunminogenesis modellen, vilken även fungerar ihop med inflationen, enligt författaren. Lunminogenesis modellen inkluderar både mörk och ljus materia, där dessa är förenade på en högre nivå än på en DUT (dark unified theory) skala. Det finns förhoppningar om att i modellen ingående partiklar, som mörk materia fermioner, ska kunna hittas av Large Hadorn Collider på Cern i Genève, enligt Capistrano de Souza (2019).

Avslutningsvis, har det i denna essä konstaterat att det finns flertalet troliga och möjliga kandidater till vad den mörka materian kan bestå av, men även också att hypoteserna är många och inte sammstämmiga. Det finns dock en viktig aspekt som essäarbetet inte funnit något svar på. Eftersom all baryonisk materia skapades vid Big Bang, där samma materia sedan genomgått om-formationer från gravitationell sammandragning proto-stjärnor, till novor eller supernovor, följt av stjärnkamrar och nya proto-stjärnor, borde finnas antagande och beräkningar på hur mycket baryonisk materia som existerar till följd av Big Bang. Genom att jämföra hur mycket baryonisk materia som existerar med den totala mängden mörk materia som antas existera, borde det vara möjligt att bilda sig en uppfattning om hur stor del av den mörka energin som kan utgöras av baryonisk materia. Svaret på denna fråga bör finnas om än svaret inte hittats inom detta arbete, eller så finns svårigheter som gör att denna jämförelse svårare än vad den verkar. En antagande kring den mörka materien är dock relativt säkert. Att mänskligheten fortsättningsvis kommer att få leva i mörker, åtminstone i åtskilliga år framöver, i alla fall i avseendet kring kunskaper om vad den mörka materien verkligen utgörs utav.

Referenser

Carrol B. W., och Ostlie D. A.  An introduction to modern astrophysics. 2007.

Matarrese S., Colpi M., Goroni V. & Moschella U. Dark Matter and Dark Energy: A challange for Modern Cosmology. 2011. Springer. The Netherlands  

Capistrano de Souza A. J. Essentials on Dark Matter. 2019. IntechOpen Limited. London.