Prawdziwa natura ciemnej materii jest jedną z największych tajemnic Wszechświata. Naukowcy starają się ustalić, z czego dokładnie składa się ta substancja, aby mogli ją bezpośrednio wykryć, ale nasza obecna wiedza ma tak wiele luk, że trudno jest zrozumieć, czego w ogóle szukamy. Zdolność teleskopu WFIRST do badania szerokich obszarów Wszechświata pomoże naukowcom zrozumieć, z czego może się składać ciemna materia.
Naukowcy po raz pierwszy podejrzewali jej istnienie ponad 80 lat temu, kiedy astronom Fritz Zwicky zauważył, że galaktyki w gromadzie Abell 1656 poruszały się tak szybko, że powinny zostać wyrzucone w przestrzeń kosmiczną. Następnie w latach 70. amerykański astronom Vera Rubin odkrył ten sam rodzaj problemu w niektórych galaktykach spiralnych. Gwiazdy w pobliżu krawędzi galaktyki poruszają się zbyt szybko, by mogły być utrzymywane przez materię samej galaktyki – musi tam więc istnieć znacznie więcej materii niż jesteśmy w stanie zobaczyć.
Większość teorii zakłada, że cząsteczki ciemnej materii nigdy nie wchodzą w interakcję z normalną materią. Jest ona niewidoczna nawet dla teleskopów, które obserwują kosmos w długościach światła, których nasze oczy nie widzą.
Jeśli ciemna materia jest niewidoczna, skąd wiemy, że istnieje? Bo choć nie wchodzi ona w interakcję z normalną materią, to wpływa na nią grawitacyjnie. Naukowcy odkryli, że cała widzialna materia, którą obserwują w gromadach galaktyk, nie wystarcza do wytworzenia „zakrzywień” wywołanych obecnością materii.
WFIRST będzie bazował na rezultatach wcześniejszych badań nad ciemną materią, stosując tzw. słabe soczewki grawitacyjne, które śledzą, jak mniejsze skupiska ciemnej materii wypaczają pozorne kształty bardziej odległych galaktyk. Obserwacja efektów soczewek w tej bardziej wyrafinowanej skali pozwoli naukowcom wypełnić więcej luk w naszym rozumieniu ciemnej materii.
