Coś spaja galaktyki. Nie jest to materia, którą widzimy. Gwiazdy krążą wokół centrów galaktyk zbyt szybko, by można to było wyjaśnić masą widzialną. Gromady galaktyk są gorętsze, niż powinny być. Soczewkowanie grawitacyjne zakrzywia światło bardziej, niż pozwalałaby na to sama materia widzialna. Najprostszym wyjaśnieniem jest ciemna materia: forma materii, która nie emituje, nie pochłania ani nie odbija światła, ale wywiera grawitację.

Ciemna materia stanowi około 27 procent wszechświata. Nie składa się z atomów. Nie oddziałuje elektromagnetycznie, dlatego jest niewidoczna. Oddziałuje jedynie grawitacyjnie, prawdopodobnie poprzez słabe oddziaływania jądrowe. Wśród kandydatów znajdują się WIMP-y, aksjony i sterylne neutrina. Żadnej z nich nie wykryto.

Ciemna materia jest niezbędna do formowania się struktur. Bez niej grawitacja nie byłaby w stanie zgromadzić materii wystarczająco szybko, by uformować galaktyki. Symulacje uwzględniające ciemną materię odtwarzają obserwowaną sieć kosmiczną. Symulacje bez niej nie.

Poszukiwania te należą do największych przedsięwzięć fizyki. Podziemne detektory, akceleratory cząstek i teleskopy poszukują tego odkrycia. Jak dotąd bez rezultatu. Ale dowody grawitacyjne są przytłaczające.