Etwas hält Galaxien zusammen. Es ist nicht die Materie, die wir sehen können. Sterne umkreisen Galaxienzentren zu schnell, als dass die sichtbare Masse dies erklären könnte. Galaxienhaufen sind heißer, als sie sein sollten. Gravitationslinsen lenken Licht stärker ab, als es die sichtbare Materie allein zulassen würde. Die einfachste Erklärung ist Dunkle Materie: eine Form von Materie, die kein Licht aussendet, absorbiert oder reflektiert, aber dennoch Gravitation ausübt.

Dunkle Materie macht etwa 27 Prozent des Universums aus. Sie besteht nicht aus Atomen. Sie wechselwirkt nicht elektromagnetisch und ist daher unsichtbar. Ihre Wechselwirkungen beschränken sich auf die Gravitation und möglicherweise die schwache Kernkraft. Kandidaten sind WIMPs, Axionen und sterile Neutrinos. Bisher wurde keines nachgewiesen.

Dunkle Materie ist für die Entstehung von Strukturen im Kosmos unerlässlich. Ohne sie hätte die Gravitation Materie nicht schnell genug zusammenziehen können, um Galaxien zu bilden. Simulationen, die dunkle Materie berücksichtigen, reproduzieren das beobachtete kosmische Netz. Simulationen ohne sie tun dies nicht.

Die Suche zählt zu den größten Unternehmungen der Physik. Unterirdische Detektoren, Teilchenbeschleuniger und Teleskope suchen danach. Bisher ohne Erfolg. Doch die Indizien der Gravitation sind erdrückend.