Em cosmologia , matéria escura fria (ou CDM , do inglês matéria escura fria ) é uma forma hipotética de matéria (um tipo de matéria escura ) cujas partículas se movem lentamente em relação à velocidade da luz (daí o qualificador de frio ) que interage fracamente com matéria comum e radiação eletromagnética ( preto ). Acredita-se que cerca de 84,54% da matéria que compõe o universo seja matéria escura , com a matéria bariônica (que compõe estrelas, planetas e seres vivos) sendo apenas uma fração do resto.
Desde o final da década de 1990, a maioria dos cosmologistas se inclinou para a teoria da matéria escura (mais especificamente o modelo ΛCDM ) para descrever a evolução do universo de um estado inicial homogêneo (como mostrado pela radiação cosmológica difusa de fundo ) para a distribuição irregular de galáxias e seus aglomerados vistos hoje, as estruturas em grande escala do Universo .
Esta teoria foi publicada pela primeira vez em 1982 por três grupos independentes de cosmologistas: James Peebles em Princeton, James Richard Bond, Alex Szalay e Michael Turner e, finalmente, George Blumenthal , H. Pagels e Joël Primack . Um influente artigo de revisão publicado em 1984 por Blumenthal, Sandra Moore Faber , Primark e o cientista britânico Martin Rees , elaborou os detalhes da teoria.
Os buracos negros primordiais de massas intermediárias (criados durante o Big Bang e não por acréscimo de matéria) entre 30 e 300.000 massas solares nos halos galácticos são compatíveis com as observações das grandes estrelas binárias , bem como com as microlentes e a estabilidade de discos galácticos .
Na teoria da matéria escura fria, a estrutura cresce hierarquicamente , com pequenos objetos entrando em colapso e se fundindo em uma hierarquia contínua para formar objetos cada vez mais massivos. No paradigma da matéria escura quente , popular no início dos anos 1980, a estrutura não se forma hierarquicamente ( quantidade ), mas sim por fragmentação ( para baixo ), com os maiores superaglomerados se formando primeiro, folhas achatadas como panquecas, depois se fragmentando em pedaços menores como nossa galáxia, a Via Láctea . As previsões da matéria escura quente discordam fortemente das observações de estruturas em grande escala, enquanto o paradigma da matéria escura fria geralmente concorda com essas observações.
No entanto, três grandes contradições surgiram entre as previsões do paradigma da matéria escura fria e as observações de galáxias e seu acúmulo no espaço, o que criou uma crise potencial para todo o conceito.
Para todos esses problemas foi oferecida uma série de soluções. No entanto, ainda não está claro se eles representam uma crítica real ao paradigma do MDL ou uma indicação de que o modelo precisa de mais desenvolvimento.
A teoria do MDL não faz previsões sobre a composição exata das partículas de matéria escura fria. Nessa falta de clareza reside precisamente uma das grandes fraquezas da teoria. No entanto, as aplicações são divididas em três categorias, cada uma delas recebendo um nome engraçado, como ocorre freqüentemente na física.
Pensa-se também que o MDL pode ser puramente constituído por restos de inflação na gravitação, chamados de "partícula X", como holeum (in) .