A sötét anyag mibenléte a modern asztrofizika, illetve kozmológia egyik legnagyobb és egyelőre még megoldatlan kérdése. Az egyes számítások szerint az univerzum anyagának 23 százalékát alkotó sötét anyag létezésére több közvetett bizonyíték létezik, amelyre többek között a csillagok galaxisokon belüli sebességeloszlása, a galaxishalmazok középső régiójában lévő törpegalaxisok, a galaxishalmazokon belüli csillagvárosok sebességeloszlása és az ugyancsak a galaxishalmazokban lévő csillagközi anyag sűrűsége, hőmérsékleti, továbbá nyomáseloszlása, és e halmazoknak a kozmikus háttérsugárzásra kifejtett gravitációs lencsehatása alapján következtetnek.

Sötét anyag: az elmúlt fél évszázad egyik megválaszolatlan tudományos kérdése
A csillagok és galaxisok mozgása olyan gravitációs erők jelenlére utal, amelyek túl nagyok ahhoz, hogy csak és kizárólag a látható anyagból származzanak. A sötét anyag természetének meghatározása - amelynek léte egyelőre még csupán közvetett bizonyítékokon alapuló hipotetikus elképzelés -, az elmúlt fél évszázad egyik nagy és beteljesületlen küldetése.

A sötét anyag olyan anyagfajta, amely semmilyen elektromágneses sugárzást nem bocsát ki, ezért csillagászati műszerekkel sem figyelhető meg közvetlenül. Jelenlétére csak bizonyos jelenségek alapján, így például a látható anyagra és a mikrohullámú kozmikus háttérsugárzásra kifejtett gravitációs hatásából következtethetünk.
A számos ehhez kapcsolódó javaslat közül talán a WIMPS, vagyis a gyengén kölcsönható tömeges részecskék elmélete számít az egyik legkiemelkedőbb megközelítésnek. Azonban pont a közönséges anyaggal való gyenge kölcsönhatásuk miatt e részecskéket nagyon nehéz lenne kimutatni, ezért egyelőre még nem is találták meg őket. A sötét anyagról úgy gondolják, hogy a galaxis középpontjának közelében csoportosul mivel kitett a gravitációs erőknek, ezért szinte elkerülhetetlen, hogy ott legyen jelen a legnagyobb mennyiségben. Ha ez az elképzelés megalapozott és a WIMPS-ek teszik ki a sötét anyag jelentős részét, mindez azt is jelentheti, hogy másképp viselkednek ott ahol összekoncentrálódnak mint azokon a helyeken, ahol jobban szétszóródnak a kozmikus térben.