Něco drží galaxie pohromadě. Není to hmota, kterou můžeme vidět. Hvězdy obíhají kolem center galaxií příliš rychle, než aby to viditelná hmota dokázala vysvětlit. Kupy galaxií jsou teplejší, než by měly být. Gravitační čočkování ohýbá světlo více, než by to dovolila samotná viditelná hmota. Nejjednodušším vysvětlením je temná hmota: forma hmoty, která nevyzařuje, neabsorbuje ani neodráží světlo, ale vyvíjí gravitaci.

Temná hmota tvoří asi 27 procent vesmíru. Není složena z atomů. Neinteraguje elektromagneticky, a proto je neviditelná. Interaguje pouze gravitačně a pravděpodobně prostřednictvím slabé jaderné síly. Mezi kandidáty patří WIMPy, axiony a sterilní neutrina. Žádná z nich dosud nebyla detekována.

Temná hmota je nezbytná pro formování struktur. Bez ní by gravitace nemohla hmotu přitahovat dostatečně rychle k vytvoření galaxií. Simulace, které zahrnují temnou hmotu, reprodukují pozorovanou kosmickou síť. Simulace bez ní ne.

Toto pátrání je jedním z největších úkolů ve fyzice. Podzemní detektory, urychlovače částic a teleskopy, všechny po něm pátrají. Zatím nic. Ale gravitační důkazy jsou ohromující.