Astrofizikte, ışın yaymayan ya da doğrudan algılanabilecek şekilde elektromanyetik ışınları (ışık, x-ışınları v.b.) yeterince yansıtamayan, varlığı gorunur maddeler uzerindeki kutle cekimsel etki ile belirlenebilen maddelere Karanlık madde adı verilir. Karanlık maddelerin varlığını belirlemek icin gokadaların dongusel hızlarından, gokadaların diğer gokadalar icerisindeki yorungesel hızlarından, geri planda yer alan maddelere uyguladığı kutle cekimsel mercekleme ozelliğinden ve gokadaların icerisindeki sıcak gazların sıcaklık dağılımından yararlanılır. İncelemeler, gokadalarda, gokada gruplarında ve evrende, gorulebilen maddelerden cok daha fazla karanlık madde olduğunu gostermektedir. Karanlık maddelerin bileşenleri tamamen bilinmemekle birlikte, WIMPler, aksiyonlar, sıradan ve ağır notrinolar, gezegenler ve sonmuş yıldızlara birlikte verilen isim MACHOlar ile ışıma yapmayan gaz bulutlarından oluşur.
Bu NASA şemasının gosterdiği gibi, evrenin %25 ya da
daha fazlası, bir laboratuar ortamında henuz gozlenememiş
olsa da, karanlık maddeden oluşmuştur.
Evrendeki kutle cekimsel enerjinin incelenmesi sonucu, varsayılan toplam enerji yoğunluğunun sadece %4'unun doğrudan gozlemlenebilir maddelerden oluştuğu gozlemlenmiştir. Yine bu toplamın %22'sinin karanlık maddelerden oluştuğu hesaplanmaktadır. Kalan %74'unun ise everene dengeli bir şekilde yayılmış olan karanlık enerjiden oluştuğu kabul edilir.
Mermi kumenin kırmızı renkte olan ve x-ışını yayınımı ile
belirlenen sıradan maddeleri ile mavi renkte olan ve kutle
cekimsel mercekleme ile belirlenen toplam kutlenin dağılımını
gosteren kompozit resim.
Karanlık madde kavramı, ilk olarak 1933 yılında, Kaliforniya Teknik Enstitusunden İsvicreli astrofizikci Fritz Zwicky tarafından one surulmuştur. Fritz Zwicky'nin gozlemi ve iddiası kırk yıl boyunca hicbir ortamda ciddiye alınmamıştır. Karanlık maddenin varolduğuna dair en guclu kanıt Spiral Gokadalar'ın duz donme eğilimleri, 1970 yılında Washington Carnegie Enstitusu'nde Vera Rubin ve arkadaşları tarafından ileri surulmuştur. Vera Rubin de Fritz Zwicky ile benzer bir kaderi paylaşarak, uzun yıllar ciddiye alınmamış, hicbir ciddi yayın organı calışmalarına yer vermemiştir. Master ve doktora tezleri de daha once reddedilmiş olan Vera Rubin icin bu durum pek şaşırtıcı olmamıştır. Onlarca yıl sonra, bugun hemen hemen tum astrofizikciler karanlık maddenin varlığını kabul ederler. Ağustos 2006'da yayınlanan, 150 milyon yıl once gercekleşmiş olan iki gokada kumesinin carpışmasına dair gozlem, karanlık maddelerin varlığına dair daha somut bir kanıt oluşturmuştur. Carpışma sırasında sıcak gazlar arasında bir etkileşim olmuş ve daha sonra merkeze yaklaşmışlardır. Gokadalar ve karanlık madde etkileşime girmemiş ve merkezden uzak kalmışlardır.
Hubble Uzay Teleskobu ile Abell 1689 icerisinde gozlenen guclu kutle
cekimsel mercekleme, karanlık maddenin varlığını gosterir - Mercekleme
eğrilerini gormek icin resmi buyutunuz.
İki şekilde karanlık maddenin ortaya cıktığı sanılmaktadır:Baryonik karanlık madde ve Baryonik olmayan karanlık madde. Evrenin kutlesinin yuzde 90'ını oluşturduğu varsayılmakla birlikte, karanlık maddenin henuz astronomlar icin sırrı cozulmuş değildir. 1970'ler evrendeki maddenin yuzde doksanının gorunmez olduğunun keşfedilmesiyle karanlık madde iddialarının guclendiği yıllar olmuştur. Karanlık maddenin varolduğu bilinmektedir, ancak ne olduğu konusunda cok az acık bilgi vardır.