某种力量维系着星系。它并非我们肉眼可见的物质。恒星围绕星系中心运行的速度太快，可见物质的质量无法解释。星系团的温度也远高于其应有的温度。引力透镜效应使光线弯曲的程度远超可见物质所能达到的极限。最简单的解释是暗物质：一种既不发射、也不吸收或反射光线，但却能产生引力的物质。

暗物质约占宇宙的27%。它并非由原子构成，也不参与电磁相互作用，因此不可见。它只参与引力相互作用，也可能通过弱核力相互作用。弱相互作用重粒子（WIMP）、轴子和惰性中微子都是暗物质的候选者，但目前尚未探测到任何一种。

暗物质对宇宙结构的形成至关重要。如果没有暗物质，引力就无法将物质快速聚集在一起形成星系。包含暗物质的模拟能够重现观测到的宇宙网，而不包含暗物质的模拟则无法做到这一点。

这项搜寻是物理学领域规模最大的工程之一。地下探测器、粒子对撞机和望远镜都在进行搜索。迄今为止，一无所获。但引力证据却十分确凿。