Comme l’explique la NASA sur son site web, l’obscurité dans la matière noire vient du fait qu' »elle n’est pas sous la forme d’étoiles et de planètes que nous voyons. »
À la fin du 19ème siècle, les astronomes ont remarqué des régions sombres dans des amas d’étoiles autrement denses. En 1904, pour tenter de résoudre le problème, Lord Kelvin a constaté que la masse estimée de la galaxie de la Voie lactée était inférieure à sa masse observable, et a attribué la différence aux étoiles qui étaient des « corps sombres ». Répondant à Kelvin en 1906, le physicien français Henri Poincaré a soutenu qu’il n’y avait pas de « matière obscure » spéciale, traduite par (et première utilisation connue de) matière noire, mais plutôt des étoiles non détectées, n’émettant pas de lumière. Le terme matière noire était utilisé par les scientifiques en tant que terme anglais dès 1922.
A mesure que l’astronomie et l’astrophysique progressaient tout au long du 20e siècle, les incohérences sur la façon dont l’univers était supposé fonctionner ont commencé à s’additionner. Par exemple, les étoiles dans les régions extérieures des galaxies spirales se déplaçaient plus rapidement qu’elles ne le devraient, ce qui suggérait que ces galaxies avaient beaucoup plus de masse que ce que les scientifiques avaient comptabilisé. Les astronomes Vera Rubin et Kent Ford, qui travaillaient sur ce problème, ont suggéré que cela pouvait être expliqué par la matière noire. Tout au long des années 1980 et 1990, l’existence de la matière noire, parfois caractérisée comme froide et se déplaçant lentement, a été progressivement acceptée par de nombreux scientifiques alors que d’autres éléments de preuve commençaient à s’accumuler.
Mais l’histoire de la matière noire est loin d’être terminée. Les scientifiques ne savent pas exactement en quoi elle consiste, ni si elle existe réellement sous la forme que le terme implique, ni même comment la définir en premier lieu, ce qui en fait l’un des principaux problèmes non résolus de la physique. Ils savent cependant que la matière noire n’est pas constituée de trous noirs de la taille d’une galaxie, car nous serions en mesure de détecter la lumière provenant de l’effet de lentille gravitationnelle (déformation de la lumière provenant d’une source plus éloignée), et qu’elle n’est pas constituée d’antimatière, car l’antimatière produit de minuscules explosions au contact de la matière. Elle n’est pas non plus constituée de nuages sombres de matière normale, appelée matière baryonique, car cela absorberait le rayonnement et pourrait être détecté.
Certaines théories suggèrent un lien entre la matière noire et les trous noirs plus petits, les corps denses comme les étoiles naines brunes, les dimensions supplémentaires ou les mondes parallèles. D’autres suggèrent qu’il s’agit simplement d’un type de particule à faible interaction que nous ne pouvons pas encore détecter, tandis que d’autres encore ont proposé une nouvelle théorie de la gravité pour rendre compte des problèmes que la matière noire suggère.
Certains scientifiques estiment que la matière noire constitue environ 27% de l’univers qui nous entoure. Bien que cela ne semble pas beaucoup, ils croient également que 68% est de l’énergie noire, une forme d’énergie inconnue (modelée sur le nom de la matière noire) qui provoque l’expansion de l’univers plus rapidement que prévu. Si cela est vrai, cela signifie que seulement 5% environ de l’univers est constitué de la matière que nous comprenons comme « matière ».