نموذج لامبدا-سي دي إم
نظرة عامة

تعتمد معظم النماذج الكونية الحديثة على المبدأ الكوني الذي ينص على أن موقعنا المشاهد من الكون ليس مميزًا أو غريبًا؛ يظهر الكون بصورة واحدة في كل الاتجاهات (توحد الخواص) ومن كل الأماكن (تجانس النظام).
يتضمن هذا النموذج توسعًا للفضاء المتري الموثق جيدًا في الانحياز نحو الأحمر لامتصاص طيفي بارز أو خطوط انبعاث في الضوء الصادر من المجرات البعيدة وفي تمدد الزمن في انحلال الضوء في منحنيات لمعان المستعر الأعظم. ويعزى كلا التأثيرين إلى تأثير دوبلر في الإشعاع الكهرومغناطيسي (مثل الضوء) أثناء انتقاله عبر الفضاء المتسع. على الرغم من أن هذا التمديد يزيد المسافة بين الأجسام التي لا تخضع لتأثير الجاذبية المشترك، إلا أنه لا يزيد من حجم الأجزاء (مثل المجرات) في الفضاء. كما يسمح للمجرات البعيدة بالابتعاد عن بعضها البعض بسرعات تقترب من سرعة الضوء؛ يكون التمدد المحلي أقل من سرعة الضوء، لكن محصلة التمدد عبر مسافات كبيرة يمكن أن تقترب من سرعة الضوء.
يمثل الحرف  \Lambda  (لامدا) الثابت الكوني، المرتبط حاليًا بطاقة الفراغ أو الطاقة المظلمة في الفضاء الفارغ الذي يستخدم لشرح التوسع المتسارع الحالي للفضاء مقابل تأثير الجاذبية. للثابت الكوني ضغط سلبي،  p=-\rho c^{2} وهو ما يسهم في موتر الطاقة- الإجهاد الذي يتسبب في التوسع المتسارع وفقًا لنظرية النسبية العامة. يُقدر جزء كثافة الطاقة الكلية لكوننا (المسطح أو المسطح تقريبًا) الذي يمثل طاقة مظلمة  \Omega _{\Lambda }، بـ 0.669 ± 0.038 استنادًا إلى نتائج مسح الطاقة المظلمة لعام 2018 باستخدام مستعرات عظمى من النوع Ia، أو 0.6847 ± 0.0073 استنادًا إلى إصدار 2018 من بيانات مرصد بلانك الفضائي، أو أكثر من 68.3% (تقدير 2018) من كثافة الطاقة- الكتلة في الكون.
افتُرضت المادة المظلمة من أجل حساب التأثيرات الجاذبية التي لوحظت في البنيات واسعة النطاق للغاية (منحنيات الدوران «المسطحة» من المجرات؛ وعدسة الجاذبية للضوء التي تسببها مجموعات المجرات؛ والتجمع المعزز للمجموعات) وهذه التأثيرات الجذبوية لا يمكن حسابها بواسطة كمية من المواد المرئية من نجوم ومجرات وتجمعات غازية .
المادة المظلمة الباردة كما تُفترض حاليًا:
غير باريونية
تتكون من مادة غير البروتونات والنيترونات (والإلكترونات كذلك بالرغم من أن الإلكترونات ليست باريونات).
باردة
سرعتها أقل من سرعة الضوء بكثير في حقبة تساوي الإشعاع والمادة (ولهذا يُستبعد النيوترينو لكونه غير بريوني لكنه ليس باردًا).
لا يمكن تبديدها
لا يمكنها أن تبرد بإشعاع الفوتونات.
غير قابلة للتصادم
تتفاعل جسيمات المادة المظلمة مع بعضها ومع الجسيمات الأخرى من خلال الجاذبية فقط وربما من خلال القوة الضعيفة.
تشكل المادة المظلمة حوالي 26.8% من كثافة طاقة الكتلة في الكون (تقديرات 2013). تشتمل النسبة المتبقية البالغة 4.8% (تقديرات عام 2013) على كل المواد العادية المرئية مثل الذرات والعناصر الكيميائية والغاز والبلازما، المواد التي تصنع منها كواكب مرئية ونجوم ومجرات. الغالبية العظمى من المادة العادية في الكون غير مرئية، لأن النجوم المرئية والغاز داخل المجرات والمجموعات تمثل أقل من 10 % من مساهمة المادة العادية في كثافة الطاقة- الكتلة في الكون.
كذلك، أيضًا، تشتمل كثافة الطاقة على جزء صغير جدًا (نحو 0.01%) في الإشعاع الخلفي الكوني الميكرويي، وليس أكثر من 0.5% في النيوتريونات المتبقية. على الرغم من صغر نسبتها حاليًا، كانت أكثر أهمية في الماضي البعيد، إذ هيمنت على المادة عند انزياح أحمر أكبر من 3200.
يشتمل النموذج على حدث منشئي منفرد، وهو الانفجار العظيم، الذي لم يكن انفجارًا لكن ظهورًا مفاجئًا لزمكان متوسع يحتوي على إشعاع في درجات حرارة حول 1015 كلفين. وأتبع هذا مباشرةً (خلال 10−29 ثانية) توسع أُسي للفضاء بتضاعف يبلغ 1027 أو أكثر، ما يعرف بالتضخم الكوني. ظل الكون ساخنًا (فوق 10000 كيلفن) لعدة مئات آلاف من السنين، المرحلة التي يمكن رصدها من خلال إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، إشعاع منخفض الطاقة للغاية الآن (نحو 3 كيلفن) ينبعث من كل أنحاء السماء. سيناريو الانفجار العظيم مع التضخم الكوني والنموذج المعياري لفيزياء الجسيمات، هو النموذج الكوني الوحيد حاليًا المتسق مع التوسع المستمر الملحوظ للفضاء، التوسع المشاهد للعناصر الأخف في الكون (الهيدروجين والهيليوم والليثيوم)، والنسيج المكاني للتباينات الدقيقة في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. يعالج التضخم الكوني أيضًا مشكلة الأفق في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي؛ بالفعل يبدو أن الكون أكبر من أفق الجزيئات الملحوظ.
يستخدم النموذج مترية فريدمان-لوميتر-روبرتسون-ووكر ومعادلات فريدمان ومعادلات الحالة الكونية لوصف الكون الملحوظ من بعد حقبة التضخم مباشرةً حتى الوقت الحالي والمستقبل.