ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തെക്കുറിച്ചുള്ള അംഗീകൃത സൈദ്ധാന്തികങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ദുർബലമായ പരസ്പരപ്രവർത്തനമുള്ള പിണ്ഡമേറിയ കണങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം നിര്മിതമായിരിക്കുന്നതെന്നാണ്. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം ഗ്രാവിറ്റിയുമായും അസ്ഥിരബലവുമായി മാത്രമേ പരസ്പരപ്രവർത്തനങ്ങൾ നടത്തുകയുള്ളു. പ്രോട്ടോണുകളും ന്യൂട്രോണുകളും, ഇലെക്ട്രോണുകളും ഉപയോഗിച്ചാണ് ബാർയോണിക് ദ്രവ്യം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇവയിൽ നിന്നൊക്കെ വ്യത്യസ്തമായ നോൺ ബാർയോണിക് പദാർത്ഥം കൊണ്ടാവാം ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം നിർമിച്ചിരിക്കുന്നത്. ന്യൂട്രാലിനോട് എന്നറിയപ്പെടുന്ന പിന്ധം കൂടിയ സൈദ്ധാന്തിക കണത്തിനു ന്യൂട്രിനോകളെക്കാളും വേഗത കുറഞ്ഞതും എന്നാൽ വലുതുമായിരുന്നല്ലോ പിന്കാലങ്ങളിൽ അതിന്റെ അസ്തിത്വത്തെക്കുറിച്ചു കൂടുതൽ വിവരങ്ങൾ കിട്ടിയിരുന്നു. ഭൗതിക ശാസ്ത്ര രംഗത്ത് ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിനെ കണ്ടെത്താൻ കുറെയേറെ പരീക്ഷണങ്ങൾ നടക്കുകയുണ്ടായി അവയിലേക്ക് കടക്കാം.
പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ ഉത്പത്തിയെക്കുറിച്ചും മറ്റുമൊക്കെ പഠിക്കുന്ന ലാർജ് ഹാഡ്രോൺ കൊളൈഡർ(LHC) പോലെയുള്ള പരീക്ഷണ ശാലകളിൽ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തെപ്പറ്റി ഇപ്പോഴും അന്വേഷിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. LHC യിലെ ഗവേഷകരുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള കൂട്ടിയിടിയിലൂടെ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യം ഉണ്ടാകുന്നുണ്ടെന്നു പറയുന്നു. പക്ഷെ LHC യിലെ ഡിറ്റക്ടറുകൾക്ക് പിടികൊടുക്കാതെ മറയുകയും ചെയ്യുന്നു. അവയ്ക്ക് അഗോചരമായ ഊർജവും ആവേഗവുമുണ്ടെന്നു അവർ സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു. കൂട്ടിയിടിക്കു ശേഷം എന്തു കൊണ്ട് അഗോചരമാകുന്നു എന്നുള്ളത് ഒരു ചോദ്യചിഹ്നമാണ്. അന്താരാഷ്ട്ര ബഹിരാകാശ നിലയത്തിൽ(Inter National Space Station-ISS) 2011 ൽ ഘടിപ്പിച്ചതും പ്രവർത്തനമാരംഭിച്ചതുമായ ഒരു ഉപകരണമാണ് ആൽഫ മാഗ്നെറ്റിക് സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ അഥവാ AMS . വിദൂരത്തു നിന്നും വരുന്ന കോസ്മിക് തരംഗങ്ങൾ പരിശോധിച്ച് അതിലുള്ള കണങ്ങളെ തിരിച്ചറിയുവാനും പഠിക്കുവാനും വേണ്ടിയാണു AMS നിലയത്തിൽ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്. നിലയത്തിലെ ശാസ്ത്രജനും AMS വിഭാഗം മേധാവിയുമായ സാമുവേൽ ടിംഗിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ ഏകദേശം 100 ബില്യൺ കോസ്മിക് തരംഗങ്ങളെയാണ് പരീക്ഷണ വിധേയമാക്കിയത്. ഭൂരിഭാഗം തരംഗങ്ങളിലും പോസിട്രോൺ എന്ന എതിർ ദ്രവ്യ കണത്തിന്റെ സാന്നിധ്യമുണ്ടായിരുന്നു. പോസിട്രോൺ എന്നാൽ ആന്റി ഇലക്ട്രോൺ എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. സാധാരണ ദ്രവ്യത്തിലെ ഇലൿട്രോണിന്റെ എതിർകണമാണ് പോസിട്രോൺ.എതിർ ദ്രവ്യ കണമാണെങ്കിലും ഇലക്ട്രോണിന്റെ അതേ ചാർജും അതേ സ്പിന്നും(1/2) അതേ മാസ്സുമാണ് പോസിട്രോണിന്. ഊർജനില കൂടിയ പോസിട്രോൺ കണവും ഊർജം കുറഞ്ഞ ഇലക്ട്രോണിനെയും കൂട്ടിയിടിപ്പിച്ചാൽ ഫോട്ടോണുകളുണ്ടാകുന്നു. പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ആകെയുള്ള ഊർജ-ആവേഗങ്ങൾ സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. അങ്ങനെ നിലയത്തിൽ AMS ൽ റെക്കോർഡ് ആയ മിക്ക തരംഗങ്ങളുടെയും മൂലസ്ഥാനം ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിൽ നിന്നാണെന്നു ടിങ്ങും സംഘവും കരുതുന്നു. എന്നാലും അവയുടെ ഒറിജിൻ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിൽ നിന്നാണെന്നു ഉറപ്പിക്കാൻ കൂടുതൽ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണങ്ങൾ വേണ്ടി വരുമെന്ന് അഭിപ്രായപ്പെടുന്നു. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ അസ്തിത്വം സംബന്ധിക്കുന്ന കുറച്ചു കാര്യങ്ങളിലേക്ക് കടക്കാം. എല്ലാ സർപ്പിളഗാലക്സികളിലെയും(Spiral Galaxies) കൈവഴികളിലുൾപ്പടെയുള്ള ദൃശ്യദ്രവ്യ ജ്യോതിർ വസ്തുക്കൾ ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്ര ഭാഗത്തെ ഭ്രമണം ചെയ്യുന്നുവല്ലോ. ഗാലക്സിയുടെ കേന്ദ്രഭാഗത്തു നിന്നും സർപ്പിള കൈവഴികളിലേക്കുള്ള അകലം വര്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ജ്യോതിർ വസ്തുക്കളുടെ പിണ്ഡവും പ്രഭയുടെ കേവല അളവും കുറയുന്നു. സൗരയൂഥത്തിൽ കെപ്ലറുടെ രണ്ടാം ഗ്രഹചലന നിയമപ്രകാരം കേന്ദ്രഭാഗമായ സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള ദൂരം വര്ധിക്കുന്നതനുസരിച്ച് ഗ്രഹങ്ങൾ ഒരു തവണ സൂര്യനെ ചുറ്റിവരാനുള്ള സമയവും കൂടുന്നു അതായത് ഭ്രമണ വേഗത കുറയുന്നു. ഈ നിയമം ഗാലക്സികളിലെ നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും മറ്റും കാര്യത്തിൽ ഫലപ്രദമാകുന്നോ എന്നു നോക്കാം. ഗാലക്സി ഭ്രമണ ഗ്രാഫിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മാത്രമേ അത് വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയുകയുള്ളു. അതിനു മുൻപ് ഗാലക്സി ഭ്രമണ ഗ്രാഫ് എന്താണെന്നു പറയാം. അതൊരു ഗ്രാഫിക്കൽ വിശകലനമാണ്‌, ഗ്രാഫിന്റെ Y അക്ഷത്തിൽ നക്ഷത്രങ്ങളുടെയും ധൂളീ വാതക പടലങ്ങളുടെയും ഭ്രമണ വേഗതയും, X അക്ഷത്തിൽ കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നുള്ള ദ്വിമാന സമസ്ഥാന ജ്യാമിതിയിലെ വ്യാസാർദ്ധ ദൂരവും(Radial Distance)(പ്രകാശ വർഷത്തിൽ) രേഖപ്പെടുത്തുന്നു. വ്യാസാർദ്ധ ദൂരം കൂടുന്നതിന് അനുസരിച്ച് ജ്യോതിർ വസ്തുക്കളുടെ പ്രവേഗ വില കുറയുന്നു എന്നാണ് ആദ്യം കണ്ടെത്തിയ നിഗമനം. സൈദ്ധാന്തികമായി വ്യാസാർദ്ധ ദൂരവും പ്രവേഗവും തമ്മിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന രേഖയ്ക്ക് സുഘടിതമായ ഒരു ഘടനയാണ് ഉള്ളത്. പരീക്ഷണപരമായുള്ള ഗ്രാഫ് സിദ്ധാന്ത ഗ്രാഫിൽ നിന്നു സ്വൽപ്പം വ്യത്യസ്ത ഘടനയാണ്. പരീക്ഷണ ഗ്രാഫിലെ വ്യാസാർദ്ധ രേഖയ്ക്ക് സമരേഖാകൃതിയാണ്. അതിന്റെ കാരണം ഗാലക്സിയുടെ സർപ്പിള കൈവഴിയിലെ ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്നിധ്യമാണ്. ഇതിൽ നിന്നു മനസിലാകുന്നത് കൈവഴികളിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾക്കും ഗാലക്സിയുടെ പ്രഭാമണ്ഡലത്തിലുള്ള നക്ഷത്രങ്ങൾക്കും ഏതാണ്ട് ഒരേ പ്രവേഗ നിലയാണെന്നാണ്. അതിനർത്ഥം കൈവഴികളിലെ നക്ഷത്രങ്ങൾക്ക് അഗോചരമായ ഊർജ-ആവേഗങ്ങൾ ഉണ്ടെന്നല്ലേ! ഒളിഞ്ഞിരിക്കുന്ന ഇരുണ്ട ദ്രവ്യമാകാം അവയ്ക്ക് അത് പ്രതിനിധാനം ചെയ്യുന്നതാണ്. അപ്പോൾ കെപ്ലറുടെ രണ്ടാം നിയമം ഗാലക്സികളുടെ കാര്യത്തിൽ പ്രയോഗികമാവുകയില്ലലോ!. ജ്യോതിർ ഭൗതികത്തിൽ ഗുരുത്വാകര്ഷണത്താൽ ബന്ധിതമായിരുക്കുന്ന ഒരു ഗാലക്സിയുടെയോ ഗാലക്സികൂട്ടായ്മകളുടെയോ പിന്ധം നിച്ഛയിക്കുന്നത് ആ കൂട്ടായ്മയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഗാലക്സികളുടെ പ്രവേഗത്തെ ആസ്പദമാക്കിയാണ്. വിരിയൽ സിദ്ധാന്തം(Virial theoram) എന്നാണ് ഈ സിദ്ധാന്തം അറിയപ്പെടുന്നത്. ഇതേ വിരിയൽ സിദ്ധാന്തം ഒരു ഗാലക്സി കൂട്ടായ്മയിൽ പ്രയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ അവയിൽ അഗോചര പിണ്ഡത്തിന്റെ(Unseen mass or missing mass) സാനിധ്യം മനസിലാക്കാം(ഗണിത ശാസ്ത്ര അവംലംബം ആവശ്യമാണ് ഗണിത ശാസ്ത്രത്തിലെ ചില പ്രതീകങ്ങളും അളവുകളും സാങ്കേതികമായി ഇവിടെ എഴുതാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ ചേർക്കുന്നില്ല) . പിന്നീട് ഏതാണ്ട് പത്തു വർഷക്കാലം നീണ്ടു നിന്ന സാങ്കേതിക നിരീക്ഷണത്തിലൂടെ ഗാലക്സി കൂട്ടായ്മയ്ക്ക് ദൃഷ്ടി ഗോചരമായ നിരീക്ഷണത്തേക്കാൾ 400 മടങ്ങു പിന്ധം കൂടുതലാണെന്നു മനസിലായി, അവയ്ക്ക് അധിക പിന്ധമാണ്( അഗോചര പിന്ധം) ആ കൂട്ടായ്മകളിലെ ഗാലക്സികൾക്ക് ഗുരുത്വപരമായുള്ള ബന്ധന ശേഷി നൽകുന്നത്. ഇരുണ്ട ദ്രവ്യത്തിന്റെ അസ്തിത്വം സംബന്ധിച്ച് ഇപ്പോഴും ഗവേഷണങ്ങൾ നടക്കുന്നു. ഇത് സംബന്ധിച്ചുള്ള പുതിയ പ്രസ്താവനകൾ മറ്റൊരു വിവരണത്തിൽ പ്രതിപാദിക്കാം.