Algo mantém as galáxias unidas. Não é a matéria que podemos ver. As estrelas orbitam os centros das galáxias tão rapidamente que a massa visível não as consegue explicar. Os enxames de galáxias são mais quentes do que deveriam ser. A lente gravitacional curva a luz mais do que a matéria visível, por si só, permitiria. A explicação mais simples é a matéria escura: uma forma de matéria que não emite, absorve ou reflete luz, mas exerce gravidade.

A matéria escura constitui cerca de 27% do universo. Ela não é constituída por átomos. Não interage eletromagneticamente, razão pela qual é invisível. Interage apenas gravitacionalmente e, possivelmente, através da força nuclear fraca. Os candidatos incluem WIMPs, áxions e neutrinos estéreis. Nenhum foi ainda detectado.

A matéria escura é essencial para a formação de estruturas. Sem ela, a gravidade não teria conseguido atrair a matéria com a rapidez suficiente para formar galáxias. Simulações que incluem matéria escura reproduzem a teia cósmica observada. Simulações sem ela não.

A procura é um dos maiores esforços da física. Detetores subterrâneos, aceleradores de partículas e telescópios estão todos empenhados em encontrá-lo. Até agora, nada. Mas as evidências gravitacionais são esmagadoras.