은하들을 하나로 묶어주는 무언가가 있습니다. 그것은 우리가 볼 수 있는 물질이 아닙니다. 별들은 은하 중심을 너무 빠르게 공전하기 때문에 눈에 보이는 질량으로는 설명할 수 없습니다. 은하단은 예상보다 훨씬 뜨겁습니다. 중력 렌즈 효과는 가시 물질만으로는 설명할 수 없을 정도로 빛을 휘게 합니다. 가장 간단한 설명은 암흑 물질입니다. 암흑 물질은 빛을 방출하거나 흡수하거나 반사하지는 않지만 중력을 행사하는 물질입니다.

암흑 물질은 우주의 약 27%를 차지합니다. 원자로 이루어져 있지 않으며, 전자기적으로 상호작용하지 않기 때문에 보이지 않습니다. 중력적으로만 상호작용하며, 약한 핵력과도 상호작용할 가능성이 있습니다. 후보로는 WIMP, 액시온, 그리고 비활성 중성미자 등이 있지만, 아직 발견된 것은 없습니다.

암흑 물질은 구조 형성에 필수적입니다. 암흑 물질이 없다면 중력이 물질을 충분히 빠르게 끌어당겨 은하를 형성할 수 없었을 것입니다. 암흑 물질을 포함한 시뮬레이션은 관측된 우주 거미줄 구조를 재현하지만, 암흑 물질을 제외한 시뮬레이션은 그렇지 못합니다.

이 탐색은 물리학 역사상 가장 대규모의 노력 중 하나입니다. 지하 탐지기, 입자 가속기, 망원경 등 모든 장비가 이를 찾기 위해 동원되고 있습니다. 하지만 아직까지는 아무것도 발견되지 않았습니다. 그러나 중력 관련 증거는 압도적입니다.