ماده و انرژی تاریک چیست؟

همانطور که می‌دانیم اتم‌ها، ستاره‌‌ها، کهکشان‌ها، سیارات، درختان، سنگ‌ها و حتی ما از ماده تشکیل شده‌ایم. کمتر از 5 درصد جهانی که می‌شناسیم، از این ماده معمولی تشکیل شده است.
این در حالی است که حدود 25 درصد کیهان را ماده‌ تاریک و 70 درصد باقیمانده آن را انرژی تاریک تشکیل داده است که هر دو نامرئی هستند.
این موضوع کمی عجیب به نظر می رسد؛ چون این معنی را می دهد که هر چیزی را که تجربه می‌کنیم فقط بخش کوچکی از واقعیت است. بدون دانستن ماهیت ماده و انرژی تاریک و این که چگونه فعالیت می‌کنند، اوضاع عجیب‌تر هم می‌شود.
خب، ما دقیقا چه چیزی در مورد این موضوع می‌دانیم؟
ماده‌ تاریک چیزی است که هستی کهکشان‌ها را امکان پذیر می‌ کند.
وقتی دلیل این که چرا کیهان به این شکل ساخته شده است را محاسبه می کنیم، به سرعت مشخص می شود که ماده معمولی برای آن به اندازه کافی وجود ندارد.
گرانش ماده‌ مرئی برای تشکیل سیارات و ساختار های پیچیده کافی نیست و با این گرانش، به طور حتم ستارگان در سراسر کیهان پخش می‌شده و کهکشان‌ها را شکل نمی‌دادند. بنابراین ما می دانیم که چیز دیگری درون و اطراف آن ‌ها وجود دارد؛ چیزی که نور را بازتاب یا انتشار نمی‌دهد و تاریک است.  
اما علاوه بر این که می‌توانیم وجود ماده‌ تاریک را حدس بزنیم، به نوعی می توانیم آن را می‌بینیم.
مکان هایی که غلظت بالایی از ماده‌ تاریک دارند، نوری که از کنارشان عبور می‌کند را خم می‌کنند؛ بنابراین ما متوجه می شویم که آنجا چیزی هست که جاذبه دارد.
حال ما ایده‌های بیشتری در مورد این که انرژی تاریک چه چیزی نیست داریم، اما هنوز هم نمی دانیم که چه چیزی است.
ما می‌دانیم که ماده‌ تاریک فقط ابری از ماده‌ معمولی بدون ستارگان نیست؛ زیرا اجزایی که می‌توانیم شناسایی کنیم را دفع می‌کند. ماده‌ تاریک پاد ماده (هر ماده ای که از ضد ذره ها تشکیل شده باشد و با ذرات معمولی فرق دارد) نیست؛ چون پاد ماده هنگام واکنش با ماده‌ عادی، اشعه‌های گامای خاصی را تولید می‌کند.
ماده‌ تاریک از سیاهچاله‌ها هم پدید نیامده، بلکه چیزی بسیار فشرده است که به شدت اطراف خود را تحت تاثیر قرار می‌دهد و به نظر می‌رسد که در تمام کیهان پخش شده باشد.
در این رابطه ما به طور کلی راجع به 3 مورد اطمینان داریم: 1. چیزی آن بیرون وجود دارد. 2. با جاذبه ارتباط دارد. 3. مقدار زیادی از آن وجود دارد.
ماده تاریک احتمالا از اجزای بیگانه‌ پیچیده ‌ای ساخته شده است و آنطوری که ما انتظار داریم بر ماده و نور تاثیر نمی‌گذارد و به طور کل ما در مورد آن اطلاعاتی نداریم.
انرژی تاریک حتی عجیب‌تر و اسرارآمیزتر است. ما نمی‌توانیم این انرژی را شناسایی و اندازه گیری کنیم، اما تاثیر آن را در پیرامون خود به طور واضح می‌بینیم.
سال 1929 میلادی «ادوین پاول هابل»، دانشمند اخترشناس آمریکایی، چگونگی حرکت امواج بازتابی نور از کهکشان‌های دور به سمت انتهای طیف سرخ الکترومغناطیسی را بررسی کرد. او دریافت که کهکشان های کم نور دور نسبت به کهکشان‌های نزدیک، بیشتر به طیف سرخ تمایل دارند.
هابل تشخیص داد که علت این موضوع انبساط خود جهان است. تمایل به طیف سرخ به دلیل کشیده شدن امواج نور، هنگام گسترش جهان اتفاق می‌افتد.
تحقیقات جدید نشان می‌دهد که گسترش جهان در حال تندتر شدن است. پیش از این تصور می شد  که کشش گرانشی سرانجام موجب کند شدن انبساط یا حتی منجر به در هم کشیده شدن و فرو ریختن آن روی خودش می‌شود.
فضا خواص خود را هنگام انبساط تغییر نمی‌دهد، فقط باعث گسترش خود شده و فضاهای جدید دائما همه جا ساخته می شوند. کهکشان‌ها پیوند محکمی از انبوه مواد شناخته شده و ناشناخته هستند که توسط جاذبه کنار هم قرار گرفته‌اند. بنابراین ما این انبساط را در زندگی روزمره‌مان تجربه نمی‌کنیم، اما همه جا می‌توانیم آن را ببینیم.  
در هر فضای خالی که در کیهان وجود دارد، هر لحظه چیزی در حال شکل گیری است. پس به نظر می رسد که انرژی تاریک نوعی انرژی درونی فضای خالی است؛ انرژی که از هر آنچه می‌شناسیم قوی‌تر است و با گذر زمان نیز قوی‌تر می شود. فضای خالی از مجموع همه چیز در جهان، انرژی بیشتری دارد.
ما ایده‌های متفاوتی درباره‌ چیستی انرژی تاریک داریم. یکی از ایده‌ها این است که انرژی تاریک یک چیز نیست، بلکه یکی از خواص فضا است. فضای خالی هیچ چیز نیست، بلکه انرژی خود را دارد؛ می‌تواند فضای بیشتری بسازد و کاملا فعال است. پس به نظر می‌رسد که انرژی تاریک همراه با گسترش جهان فقط فضاهای خالی بیشتر و بیشتری را پر می‌کند که می تواند منجر به گسترش سریع‌تر جهان شود.
این ایده به ایده انیشتین که قبلا در سال 1917 میلادی درباره‌ «ثابت کیهانی» مطرح کرده بود، یعنی نیرویی که با فشار گرانشی مقابله می‌کند، نزدیک است. تنها مشکل این است که وقتی سعی کردیم مقدار این انرژی را محاسبه کنیم، نتیجه به شدت عجیب و اشتباه بود و فقط باعث سردرگمی بیشتر ما شد.
نظر دیگر این است که در واقع فضای خالی پر از اجزای مجازی و موقتی است که خود به خود و پیوسته از هیچ به وجود آمده و دوباره از بین می‌روند. انرژی حاصل از این اجزاء می تواند انرژی تاریک باشد یا شاید انرژی تاریک گونه‌ ناشناخته‌ پویایی از جریان یا میدان انرژی باشد که در کل کیهان پخش می‌شود، ولی  نسبت به مواد و انرژی‌های معمولی تاثیری معکوس بر کیهان دارد؛ اما اگر هم بود نمی‌دانستیم کجا، چطور و چگونه می‌توانیم پیدایش کنیم.
بنابراین هنوز سوالات زیادی برای پاسخ دهی وجود داد. تئوری‌های ما درباره‌ ماده‌ و انرژی تاریک فعلا فقط در حد همین ایده‌ها است.
از یک طرف این موضوع به نوعی خسته کننده است و از طرف دیگر قرار گرفتن آن در مرز علم شناخته شده، آن را مهیج می کند. این امر به ما نشان می‌دهد که احساس «در راس همه چیز بودن» ما زیاد مهم نیست؛ چون روی یک جزیره آسیب‌پذیر، درحالی که به آسمان نگاه می‌کنیم و در عجب هستیم که ساز و کار جهان چگونه است، هنوز با گوشی‌های هوشمند خود هیجان زده می‌شویم!
هنوز خیلی چیزها برای یادگیری باقی مانده و این فوق العاده است.