Хүн төрөлхтөн бүр эрт дээр цагаас Орчлон хорвоог гайхан бишрэн, шүтэж, судалж байсан. Тэнгэрт гариг эрхэс хэрхэн нэг газраас нөгөө газар руу нүүдэллэн хөдөлж, тэр нь газар дэлхийн амьд биетүүдтэй төстэй харагдаж буйг анзаарч байв. Галилео телескоп зохион бүтээсэн нь одон орон судлалд шинэ эрин үе авчирсан. Математикч Иоханнес Кеплер гариг эрхсийн хөдөлгөөний цаадах математик тооцооллыг нээсэн. Исаак Ньютон сансрын эрхсүүд хэрхэн бие биенээ татдаг талаар итгэмээргүй онол дэвшүүлсэн. Ийнхүү хүмүүс галактикуудыг судалж эхэлсэн.
Тэгж байтал, Голландын астрономич Ян Хэндрик Оорт 1932 онд Сүүн зам галактиктай огтлолцох оддын хөдөлгөөнийг хэмжиж байгаад тэдгээр оддын босоо чиглэлийн хурдатгал галактикийн нөлөөнөөс гарч чадахаар дэндүү хурдан байгааг анзаарсан юм. Сүүн зам маань спираль хэлбэрийн галактик бөгөөд голоороо цүндийсэн бүтцэтэй. Зээрэнцэг хэлбэрийн цүүндгэр хэсэг нь галактикийн төвөөс 10 kpc зайтай. (1 kpc гэдэг нь 3.12 * 10-ын 16 зэрэг) Оддын хурд галактикийг орхин одохуйц хурдтай байгаа хэр нь галактикийг орхиж чадаагүй байгаа нь уг галактикт нүдэнд үл үзэгдэх ямар нэг их хэмжээний зүйл (масс) байгаа юм биш үү гэсэн бодол төрүүлсэн аж. Энэ талаараа тэрбээр 1932 онд Нидерландын Одон орон Судлалын Хүрээлэнгийн Сэтгүүлд “1.8 масстай (1 гэдэг нь манай нарны масс билээ), галактикийн тавцантай перпендикуляр хэлбэрийн зүйл оршиж байна” хэмээн анх мэдээлжээ.
Галактикууд сансрын уудамд жигд тархаагүй байна гэдгийг Хэршелл бүр 1780 онд тэмдэглэж байсан юм. Галактикууд сансарт жигд тархахын оронд хэсэг хэсгээрээ энд тэнд бөөгнөрчээ. Бөөгнөрсөн тэр галактикууд тэр хэсэгтээ татах хүчний бүлэг үүсгэдэг юм. Алдарт астрономич Цвики 90 мегапарсек зайд оршиж буй Кома оддын ордыг судлахын хамт Вирго оддын ордыг судлан, үүний татах хүчний массыг “virial theorom” ашиглан тооцоолсон юм. Түүнийхээ дараа оддын бөөгнөрлийн гэрлийн хэмжээгээр массыг тооцоолсон ба ингэхэд эл хоёр аргаар тооцсон тооцоолол нь галактикын массуудыг шал өөр дүнтэй, маш зөрүүтэй гаргаж иржээ. Энэ нь түүний бодолд, гэрэлд харагдахгүй хар бараан, магадгүй үл үзэгдэгч материуд оршиж байгаа юм биш байгаа гэсэн бодол үүсгэсэн байна.
Харьцангуй байдлын талаар хэдэн үг
Харьцангуй байдал гэдэг бол партикл буюу эгэл бөөмийн физикийн Стандарт Модель хэмээх онолын нэг чухал хэсэг. Эл онол эгэл бөөмсийн мөн чанар, тэдгээрийн хоорондын үйлчлэл, уялдааг судалдаг юм. Нөгөө талаар, сансар буюу Орчлонг ойлгож, үүн дотор агуулагдан буй энергийн төсвийг бодож, эгэл бөөмсийн нягтралыг тооцоолохын тулд бидэнд Эйнштейны татах хүчний томъёо хэрэг болдог ба тэр томъёо нь өөрөө харьцангуйн онол дээр суурилсан байдаг юм. Эгэл бөөмсийн мөн чанарыг ойлгож мэдэхийн тулд бид эгэл бөөмсийн физик шинжийн талаар онол дэвшүүлж, тэдгээрийг судлах хэрэгтэй.
Галилейн хувьсал
Харьцангуйн онол ямар ч үзэгдлийг дөрвөн координатаар илэрхийлдэг: орон зайн гурван координат дээр нэмэх нь цаг хугацаа. Харьцангуйн онол түүнчлэн физикийн хуулиуд хувьсал явагдаж буй мөч тутамд ижил, нэг хэвээр байх юм шиг үздэг. Ийм орон зайн хувьд Ньютоны хууль хүчин төгс байна. Гэвч Галилейн харьцангуй байдлын онол Максвеллын тэгшитгэлтэй нийцдэггүй. Максвелл цахилгаан соронзон долгион с хэмээх тогтмол худртай байдаг гэж үздэг нь хурд өөрчлөгдөх ёстой гэж үздэг Галилейн онолтой нийцэхгүй.
Лоренцын хувиргал
Энэ зөрчилт байдлыг Эйнштэйн харьцангуй байдлын тухай тусгай онолоо дэвшүүлэх замаар шийдсэн юм. Уг онолоороо тэр Галилейн хувьслын үед өөрчлөгдөөгүй нэг хэвээр байсан физикийн хууль Лореныцын хувьслын үед очихоороо өөрчлөгддөг гэж заасан юм. Түүнийхээр, ямар ч инерцийн мөчлөгийн абсолют хөдөлгөөний хэмжээг аль ч физикээр хэмжиж болохгүй ажээ. Тусгай онолоороо Эйнштэйны дэвшүүлсэн өөр нэг үзэл нь, вакуум орчинд буй гэрлийн хурд инерцийн аль ч мөчлөгийн хувьд үл хувьсах тогтмол байна хэмээх үзэл. Энэ нь гэрлийн хурд тогтмол (бас тэгээд хязгааргүй) гэдгийг илтгэж буй бөгөөд үүнийг нь Мичелсон-Морлэйн туршилт баталсан юм.
