熱い暗黒物質

ホットダークマター（HDM ）は、超相対論的な速度で移動する粒子で構成されるダークマターの理論上の形態です。

暗黒物質は、光を放出も吸収もしない物質の一種です。物理学では、この振る舞いは暗黒物質が電磁放射と相互作用しないことで特徴付けられ、そのため暗くなり、物理学の従来の機器では検出できなくなります。^[1]銀河の回転曲線のデータによると、銀河の質量の約 80% は目に見えないため、研究者は暗黒物質の重力変動への影響を通じて間接的に検出する方法を考案せざるを得ません。 ^{[2]以下で説明するように、暗黒物質を「ホット」(HDM) と「}コールド」(CDM)に区別することは有用です。中間の「ウォーム」暗黒物質(WDM) を提案する人もいます。この用語は、暗黒物質粒子の質量を指します (これにより、暗黒物質粒子が移動する速度が決まります)。HDM 粒子は CDM よりも質量が低いと理論化されているため、HDM は CDM よりも速く移動します。^[3]

応用面では、高温暗黒物質の分布は、ビッグバン後に銀河団や超銀河団がどのように形成されたかを説明するのにも役立つ可能性がある。理論家は、2 種類のダークマターが存在すると主張している。1) 「目に見える銀河団の個々のメンバーの周りに集まる」ダークマターと、2) 「銀河団全体を取り囲む」ダークマターである。低温暗黒物質は速度が低いため、画像に示すように、「より小さな銀河サイズの塊」の源である可能性がある。^[4]すると、高温暗黒物質は、銀河団全体を取り囲むより大きな質量の集合体の形成に対応するはずである。しかし、COBE衛星によって測定された宇宙マイクロ波背景放射のデータは非常に均一であり、そのような高速の高温暗黒物質粒子は、そのような滑らかな初期状態から始まる銀河ほど小さな塊を形成することはできず、ダークマター理論と実際のデータが示していることの矛盾を浮き彫りにしている。理論的には、観測可能な宇宙の比較的小規模な構造を説明するためには、冷たい暗黒物質、つまり WDM を呼び出す必要があります。言い換えれば、熱い暗黒物質が宇宙の銀河形成を説明する唯一の物質であるという考え方はもはや成り立たず、熱い暗黒物質は混合暗黒物質(MDM) 理論というより大きな概念の傘下に置かれます。

高温の暗黒物質粒子の一例としては、ニュートリノがある。^{[5]ニュートリノは質量が非常に小さく、4つの基本的な力のうち2つ、}電磁相互作用と強い相互作用には関与しない。ニュートリノは弱い相互作用、そしておそらく重力によって相互作用するが、これらの力の強さが弱いため、検出が困難である。岐阜県にあるスーパーカミオカンデニュートリノ観測所など、いくつかのプロジェクトで現在これらのニュートリノを研究している。

• ラムダCDMモデル – ビッグバン宇宙論のモデル
• 修正ニュートン力学 – ニュートンの法則の修正を提案する仮説
• 弱く相互作用する細長い粒子 (WISP)

• ベルトーネ、ジャンフランコ（2010）。粒子暗黒物質：観察、モデル、探索。ケンブリッジ大学出版局。p.762。ISBN 978-0-521-76368-4。

• バークレーのホットダークマター
• ダークマター