La materia oscura è una misteriosa forma di materia che esercita effetti gravitazionali sulla materia ordinaria, ma non possono essere osservate con qualsiasi altro mezzo. Mentre la materia convenzionali nubi possono essere rilevate attraverso la loro attività stellare, dispersione della luce, emissioni radio, e altri mezzi, le nuvole sono la materia oscura invisibile per la stragrande maggioranza dei nostri strumenti. Eppure, essi costituiscono il 90%-99% della materia nell'universo.

Negli anni '30, gli astronomi Fritz Zwicky e Sinclair Smith effettuata un'analisi della velocità delle galassie ai grandi ammassi galattici Vergine e coma. Hanno scoperto che tutte le galassie si muovevano fra le dieci e un centinaio di volte più velocemente di quanto dovrebbero essere, date le stime basate su osservato densità stellare. Qualcosa di invisibile stava generando ulteriore gravità.

Anche se Zwicky e prime osservazioni di Smith sembra fornire elementi di prova per la materia oscura, non tutti i cosmologi erano convinti. Perché questi ammassi galattici erano così lontani, era difficile misurare con precisione la velocità indipendente di ogni galassia su un orizzonte temporale di decenni semplice. La prova più forte è venuto negli anni '70 quando gli scienziati, come Rubin, Freeman, e Peebles ha cominciato ad analizzare le curve di rotazione delle galassie. Stelle nelle galassie a spirale, come il nostro molto possiedono, si muovevano più velocemente intorno al nucleo galattico che la loro massa osservabile indicherebbe.

E 'stato finalmente scoperto che tutte le galassie contengono aloni di materia oscura che si estendono ben al di là i confini della galassia indicata attraverso un telescopio. Questi aloni si dice che si compone di MACHO (Massive Astrophysical Compact Halo Objects), e WIMP (Weakly Interacting Massive Particles). MACHO sono teorizzato per la maggior parte da buchi neri e nane brune (burn-out stelle). Essi sono costituiti da convenzionali, o la materia barionica-gli atomi che ci sono familiari, oltre ad essere altamente compresso. WIMP si dice che sono forme non barionica della materia, che interagiscono debolmente particelle che si muovono a velocità relativistiche. Il candidato più probabile per WIMP sono i neutrini e dei suoi cugini.