ทฤษฎีสสารมืด มีการพูดถึงเป็นครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชื่อ Fritz Zwicky ใน ค.ศ. 1930 หลักจากที่พบความผิดปกติในกลุ่มดาราจักรว่ามันมีการเคลื่อนตัวด้วยอิทธิพลของแรงบางอย่าง จึงได้ตั้งสมมติฐานว่าเป็นผลจากแรงโน้มถ่วงที่มาจากมวลที่เรามองไม่เห็นตรวจวัดไม่ได้ จึงได้เรียกสิ่งลึกลับนี้ว่า สสารมืด ซึ่งทฤษฎีนี้ได้รับการยืนยันจากนักวิทยาศาสตร์หญิงชาวรัสเซียนาม Vera Rubin ที่ผ่านการศึกษาดาราจักรแบบก้นหอย (Spiral galaxies) ร่วมกับนักดาราศาสตร์อีกคน คือ Kent Ford ที่ทำให้เธอค้นพบกับความผิดปกติของดวงดาวที่อยู่ในดาราจักรแบบนี้ นั่นคือการที่ดวงดาวที่อยู่ในบริเวณขอบของจักรวาล กลับมีความเร็วในการโคจรระดับเดียวกับดวงดาวที่อยู่บริเวณแกนกลางของจักรวาล ซึ่งขัดแย้งกับกฎของแรงโน้มถ่วง จึงทำให้เกิดข้อสันนิษฐานว่าเอกภพเรายังมีสสารอีกชนิดหนึ่งในปริมาณมากและไม่สามารถมองเห็นได้ตาเปล่า คือสสารมืด ซึ่งการค้นพบนี้ได้สั่นสะเทือนวงการดาราศาสตร์จวบจนปัจจุบัน แต่มันก็นับเป็นการสูญเสียครั้งใหญ่สำหรับวงการนี้เมื่อ Vera Rubin ได้เสียชีวิตลงด้วยวัย 88 ปี ในวันที่ 25 เดือนธันวาคม 2016 ที่ผ่านมา

ลองจินตนาการว่าสสารมืดนั้นประกอบไปด้วยอนุภาคที่มีความเสถียรอย่างโปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน นิวตริโน โฟตอน กับอนุภาคที่มีความไม่เสถียรจำนวนหนึ่งซึ่งมีช่วงอายุยาวนาน ที่ได้ปรากฏขึ้นในช่วงเวลาหลังเหตุการณ์บิ๊กแบงและคงอยู่แบบนั้นเป็นระยะเวลากว่าแสนปีในช่วงเวลาที่ไฮโดรเจนเริ่มถือกำเนิด แต่ถึงบัดนี้เมื่อเวลาผ่านไปหลายพันล้านปี อนุภาคที่ไม่เสถียรเหล่านี้ได้เกิดการสลายตัวไปเป็นอย่างอื่นเช่นนิวตริโน ทำให้องค์ประกอบในสสารมืดลดลงหรือก็คือปริมาณของสสารมืดมีการลดลงนั่นเอง โดยเมื่อไม่นานมานี้นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียได้พบว่าสัดส่วนของอนุภาคที่มีความไม่เสถียรในจักรวาลยุคเริ่มแรกนั้นมีอยู่ไม่เกินร้อยละ 2-5  แต่ในปัจจุบันอนุภาคที่มีความไม่เสถียรเหล่านั้นได้สลายตัวเป็นอนุภาคอื่นที่มีความเสถียรไปจนหมดแล้ว ซึ่งนั่นแสดงว่าปริมาณของสสารมืดเมื่อหลายพันล้านปีก่อนมีปริมาณมากกว่าในปัจจุบัน

จากการศึกษาข้อมูลที่ได้รับจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Planck ที่คอยวัดค่าความผันผวนในอุณหภูมิของการแผ่คลื่นไมโครเวฟของจักรวาลร่วมกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อย่าง DDM (โมเดลที่สสารมืดมีการลดลง) และ ΛCDM (โมเดลที่สสารมืดมีปริมาณคงที่) พบว่าแบบจำลอง DDM นั้นมีความสอดคล้องกับข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ได้รับมามากกว่า ซึ่งแสดงว่าปริมาณของสสารมืดนั้นลดลงจริงอย่างที่นักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์ไว้ และจากการศึกษาข้อมูลเหล่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำการประมาณอัตราการลดลงของสสารมืดได้ จึงนำไปสู่ข้อสรุปที่ว่าในจักรวาลทุกวันนี้มีสสารมืดลงลงจากยุคหลังเกิดบิ๊กแบงประมาณสามแสนปี (recombination era) ถึงร้อยละ 5

ถึงแม้ว่าธรรมชาติที่แท้จริงของสสารมืดนั้นเป็นอย่างไรยังคงไม่มีใครรู้ แต่นั่นก็ไม่ได้เป็นอุปสรรค์ในการหาคำตอบของนักวิทยาศาสตร์ที่จะคอยค้นหาความจริงอันลึกลับที่ซ้อนเร้นอยู่ในจักรวาลต่อไป

ที่มา http://phys.org/news/2016-12-physicists-loss-dark-birth-universe.html
เรียบเรียงโดย @MrVop