许久以前，天文学家便已发展出一套由亮度推算出质量的模式，也意外的发现星系的物质远比光学望远镜所观测到的多出许多。后来愈来愈多的研究也显示出同样的结论。依据星系运动模式，确实应该存在这么多的物质，否则这些恒星早就飞散了。天文学家知道星系是一个稳定且长达数十亿年以上的系统，必须有大量的物质才能束缚这些高速运动的恒星。这些应该存在的物质如此神秘，不会发出可见光、电波、Ｘ光等电磁波，也不是黑暗的星云。他们便是天文学家所称的暗物质。。
在宇宙学中，我们只能通过引力产生的效应来确知宇宙中有大量暗物质的存在。暗物质存在最早的证据源自于 Zwicky(1933) 对后发座 (Coma) 星系团应用维里定理进行的研究。现代的天文学家通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成与微波背景辐射等研究，来了解暗物质。
