暗黒物質
冷たい暗黒物質の代表例。強い相互作用を記述する量子色力学に関連してその存在が期待されている仮説上の素粒子。その質量は m a {\displaystyle m_{a}} は 10 − 6 e V / c 2 < m a < 10 − 3 e V / c 2 {\displaystyle 10^{-6}eV/c^{2}<m_{a}<10^{-3}eV/c^{2}} と想定される。
アンリ・ポアンカレは1902年、著書『科学と方法』で銀河に気体分子運動論を適用した結果が光る星のみを望遠鏡で観測した結果とおおよそ合致していることから、「暗黒なる物質はない、少なくとも光る物質程にはない」と記した。「暗黒物質 (英: dark matter)」という語は、太陽系近傍の恒星の運動を観測することで銀河系の力学構造について研究した1922年のヤコブス・カプタインの論文、そして1932年のヤン・オールトの論文の中で用いられている。オールトは太陽近傍での質量密度の推定値として 0.092 M ⊙ / p c 3 {\displaystyle 0.092M_{\odot }/\mathrm {pc} ^{3}} あるいは 6.3 × 10 − 24 g / c m 3 {\displaystyle 6.3\times 10^{-24}\,\mathrm {g/cm^{3}} } を得ている。
1933年にフリッツ・ツビッキーは銀河団中の銀河の軌道速度における"欠損質量" (missing mass ミッシングマス) を説明するために仮定した。彼は、ビリアル定理をかみのけ座銀河団に適用し、未観測の質量の証拠を得た(と考えた)。ビリアル定理によると、ビリアル平衡にある天体の質量 M {\displaystyle M} , 典型的な距離スケール R {\displaystyle R} , 典型的な速度スケール V {\displaystyle V} は
M = R V 2 G {\displaystyle M={\frac {RV^{2}}{G}}}
( G {\displaystyle G} は重力定数)という関係にある。
Massive Astrophysical Compact Halo Objectの略。銀河ハロー内に存在する、小さくて光学的に観測の不可能(あるいはきわめて困難)な天体の総称。上記の白色矮星、恒星ブラックホールもその一種である。