Unul dintre cele mai stranii lucruri cunoscute despre Univers este faptul ca materia obișnuită reprezintă doar 5% din întreaga materie din Univers. Materia întunecată care reprezintă 23% din Univers nu poate fi  detectată decât prin efectele pe care le produce.

În prezent astronomii încearcă să „cântărească” Universul prin observarea efectelor materiei  întunecate asupra galaxiilor, stelelor și a luminii.

Existența acestui tip de materie a fost stabilită încă din 1930 când un astronom (Jan Oort) a studiat modul în care se mișcă stelele în galaxie. A observat ca, conform legilor lui Kepler, galaxiile ar trebui să se distrugă, prin împrăștierea stelelor în spațiu. Totuși acest lucru nu se întâmplă ceea ce înseamnă că există o materie invizibilă, a cărei greutate menține stelele pe orbită în jurul centrului galactic.

Alte dovezi ale existenței materiei întunecate au apărut când s-au observat marile aglomerări de galaxii, numite roiuri de galaxii. Galaxiile aflate în roi nu puteau fi ținute laolaltă numai de materia observabilă. Aceasta reprezenta doar 10% din materia necesară pentru că roiurile să se mențină miliarde de ani. Astfel  Fritz Zwicky a descoperit, independent de Oort, materia întunecată.

Dar ce este materia întunecată? Nu știm. Este unul din misterele Universului. Galaxia noastră se află într-un halou (nor) de materie întunecată pe care nu o putem vedea. Ar putea fi compusă din miliarde de stele pitice brune, pitice albe, stele neutronice sau chiar găuri negre. Sau poate din particule elementare „exotice”, prezise doar de teorii, ca axionul și fotino. Sau poate sunt neutrinii, particule care interactionează foarte greu cu materia obisnuită. Un alt candidat ar fi hidrogenul care plutește printre stele.

Din orice ar fi compusă, materia întunecată poate decide viitorul Universului:  poate opri expansiunea acestuia sau o poate accelera.