ثمة شيء ما يربط المجرات ببعضها. ليس هذا الشيء هو المادة المرئية. تدور النجوم حول مراكز المجرات بسرعة تفوق قدرة الكتلة المرئية على تفسيرها. كما أن تجمعات المجرات أكثر سخونة مما ينبغي. ويؤدي تأثير عدسة الجاذبية إلى انحناء الضوء أكثر مما تسمح به المادة المرئية وحدها. وأبسط تفسير لذلك هو المادة المظلمة: وهي شكل من أشكال المادة لا تُصدر الضوء ولا تمتصه ولا تعكسه، ولكنها تُمارس الجاذبية.

تشكل المادة المظلمة حوالي 27% من الكون. وهي ليست مكونة من ذرات، ولا تتفاعل كهرومغناطيسيًا، ولذلك فهي غير مرئية. تتفاعل فقط جاذبيًا، وربما عبر القوة النووية الضعيفة. تشمل الجسيمات المرشحة جسيمات WIMP، والأكسيونات، والنيوترينوات العقيمة. لم يتم رصد أي منها حتى الآن.

المادة المظلمة ضرورية لتكوين البنية الكونية. فبدونها، ما كانت الجاذبية لتتمكن من جمع المادة بالسرعة الكافية لتشكيل المجرات. وتُعيد المحاكاة التي تتضمن المادة المظلمة إنتاج الشبكة الكونية المرصودة، بينما لا تُعيدها المحاكاة التي لا تتضمنها.

يُعدّ هذا البحث من أضخم الجهود في الفيزياء. وتُستخدم أجهزة الكشف تحت الأرض، ومصادمات الجسيمات، والتلسكوبات جميعها للبحث عنه. وحتى الآن، لم يُعثر على شيء. لكن الأدلة المتعلقة بالجاذبية دامغة.