Som NASA forklarer på sin hjemmeside, kommer det mørke i mørkt stof af det faktum, at “det ikke er i form af stjerner og planeter, som vi ser.”
I slutningen af det 19. århundrede bemærkede astronomer mørke områder i ellers tætte klynger af stjerner. I 1904 fandt Lord Kelvin i et forsøg på at løse problemet ud af, at Mælkevejsgalaksens anslåede masse var mindre end dens observerbare masse, og han tilskrev forskellen til stjerner, der var såkaldte “mørke legemer”. Som svar på Kelvin i 1906 hævdede den franske fysiker Henri Poincaré, at der ikke var nogen særlig “matière obscure”, oversat som (og den første kendte anvendelse af) mørkt stof, men snarere uopdagede, ikke lysemitterende stjerner. Udtrykket dark matter blev brugt af videnskabsfolk som et engelsk udtryk i 1922.
Da astronomien og astrofysikken gjorde fremskridt i løbet af det 20. århundrede, begyndte uoverensstemmelser om den måde, universet blev antaget at fungere på, at blive tilføjet. For eksempel bevægede stjerner i de ydre regioner af spiralgalakser sig hurtigere, end de burde, hvilket tydede på, at disse galakser havde langt mere masse, end forskerne havde regnet med. Astronomerne Vera Rubin og Kent Ford, der arbejdede på dette problem, foreslog, at dette kunne forklares af mørkt stof. I løbet af 1980’erne og 1990’erne blev eksistensen af mørkt stof, der undertiden blev karakteriseret som koldt og langsomt bevægende, gradvist accepteret af mange forskere, efterhånden som andre beviser begyndte at blive samlet.
Men historien om mørkt stof er langt fra slut. Forskerne ved ikke præcis, hvad den består af, selv om den virkelig eksisterer i den form, som udtrykket antyder, og hvordan man overhovedet definerer den, hvilket gør den til et af de største, uløste problemer i fysikken. De ved dog, at mørkt stof ikke er sorte huller i galakse-størrelse, fordi vi ville være i stand til at opdage lyset fra gravitationslinsning (bøjning af lys fra en fjernere kilde), og at det ikke er antimaterie, da antimaterie laver små eksplosioner ved kontakt med materie. Den er heller ikke lavet af mørke skyer af normalt stof, kaldet baryonisk stof, fordi det ville absorbere stråling og kunne detekteres.
Nogle teorier foreslår en forbindelse mellem mørkt stof og mindre sorte huller, tætte legemer som brune dværgstjerner, ekstra dimensioner eller parallelle verdener. Andre foreslår, at det blot er en type svagt interagerende partikel, som vi endnu ikke kan påvise, mens endnu andre har foreslået en ny teori om tyngdekraften for at tage højde for de problemer, som mørkt stof antyder.
Som nogle forskere anslår, at mørkt stof udgør omkring 27 % af universet omkring os. Selv om det ikke virker som meget, mener de også, at 68 % er mørk energi, en ukendt form for energi (som er modelleret efter navnet mørkt stof), som får universet til at udvide sig hurtigere, end vi forventer. Hvis det er sandt, betyder det, at kun omkring 5 % af universet består af det stof, som vi forstår som “stof”.”