В астрономії та фізиці елементарних частинок у центрі уваги часто опиняються два загадкові терміни: темна матерія та антиматерія. Незважаючи на деяку схожість назв, ці два поняття описують абсолютно різні явища у Всесвіті.
Темна матерія є гіпотетичною формою матерії, яка не випромінює і не поглинає достатньо електромагнітного випромінювання, щоб її можна було побачити безпосередньо в астрономічні телескопи. Тому темна матерія може бути виявлена тільки через гравітаційну взаємодію з видимою матерією. Темна матерія становить приблизно 27% маси Всесвіту. Він відіграє ключову роль у космології завдяки своєму впливу на структуру та еволюцію галактик.
Темна матерія була вперше запропонована астрономом Фріцом Цвіккі в 1930-х роках, щоб пояснити, як галактики в скупченнях поводяться так, ніби вони містять набагато більшу масу, ніж можна було б очікувати на основі спостережуваного випромінювання. Ця ідея була підкріплена дослідженнями Віри Рубін у 1970-х роках, яка вивчала обертання галактик і виявила, що їхні зовнішні області обертаються швидше, ніж мали б, якби маса галактики складалася лише з видимої матерії.
Антиматерія, навпаки, є дзеркальним відображенням звичайної матерії з протилежними електричними зарядами. Коли матерія і антиматерія зустрічаються, вони анігілюють, що призводить до вивільнення енергії у вигляді фотонів. На самому базовому рівні, якщо звичайний водень складається з протона і електрона, то антиводень буде складатися з антипротона і позитрона. Дослідження антиматерії проводяться для того, щоб зрозуміти асиметрію між матерією і антиматерією в нашому Всесвіті, оскільки теоретично в рівних кількостях матерії і антиматерії повинні були утворитися під час Великого вибуху.
Антиматерія також знайшла практичне застосування в медицині, наприклад, позитронно-емісійна томографія (ПЕТ), яка використовується для діагностики захворювань. У той час як антиматерія може бути створена штучно в прискорювачах частинок, темна матерія поки що була виявлена лише завдяки її гравітаційним ефектам.
Сучасна наука продовжує досліджувати обидві сфери, прагнучи розгадати безліч таємниць, які вони представляють. Однак, незважаючи на деякі теоретичні припущення, на сьогоднішній день немає доказів того, що темна матерія і антиматерія більш тісно пов’язані один з одним, ніж їх здатність дивувати і спантеличувати вчених їх існуванням і властивостями.