Jak NASA wyjaśnia na swojej stronie internetowej, ciemność w ciemnej materii pochodzi z faktu, że „nie jest w postaci gwiazd i planet, które widzimy.”
Pod koniec XIX wieku astronomowie zauważyli ciemne regiony w skądinąd gęstych gromadach gwiazd. W 1904 roku, próbując rozwiązać ten problem, Lord Kelvin stwierdził, że szacowana masa Galaktyki Drogi Mlecznej była mniejsza niż jej masa obserwowalna, i przypisał tę różnicę gwiazdom, które były tak zwanymi „ciemnymi ciałami”. Odpowiadając Kelvinowi w 1906 r., francuski fizyk Henri Poincaré argumentował, że nie istnieje żadna szczególna „materia ciemna”, tłumaczona jako (i po raz pierwszy użyta) ciemna materia, ale raczej niewykryte, nie emitujące światła gwiazdy. Termin ciemna materia był w użyciu przez naukowców jako termin angielski do 1922.
Jak astronomia i astrofizyka postępowały przez cały XX wiek, niespójności o sposobie, w jaki zakładano, że wszechświat działa, zaczęły się sumować. Na przykład, gwiazdy w zewnętrznych regionach galaktyk spiralnych poruszały się szybciej niż powinny, co sugerowało, że galaktyki te mają znacznie większą masę niż naukowcy przypuszczali. Astronomowie Vera Rubin i Kent Ford, pracujący nad tym problemem, zasugerowali, że może to być wyjaśnione przez ciemną materię. Przez lata 80. i 90. istnienie ciemnej materii, czasami określanej jako zimna i wolno poruszająca się, było stopniowo akceptowane przez wielu naukowców, ponieważ inne dowody zaczęły się gromadzić.
Ale historia ciemnej materii jest daleka od zakończenia. Naukowcy nie wiedzą dokładnie, z czego się składa, nawet jeśli naprawdę istnieje w formie, którą sugeruje termin, i jak go nawet zdefiniować w pierwszej kolejności, co czyni go jednym z najlepszych, nierozwiązanych problemów w fizyce. Wiadomo jednak, że ciemna materia nie jest czarnymi dziurami wielkości galaktyk, ponieważ moglibyśmy wykryć światło z soczewkowania grawitacyjnego (ugięcia światła z bardziej odległego źródła), i że nie jest antymaterią, ponieważ antymateria powoduje maleńkie eksplozje w kontakcie z materią. Nie jest też wykonana z ciemnych chmur normalnej materii, zwanej materią barionową, ponieważ pochłaniałaby ona promieniowanie i mogłaby zostać wykryta.
Niektóre teorie sugerują związek między ciemną materią a mniejszymi czarnymi dziurami, gęstymi ciałami, takimi jak gwiazdy typu brązowy karzeł, dodatkowymi wymiarami lub światami równoległymi. Inne sugerują, że jest to po prostu rodzaj słabo oddziałującej cząstki, której nie możemy jeszcze wykryć, podczas gdy jeszcze inne zaproponowały nową teorię grawitacji, aby uwzględnić kwestie, które sugeruje ciemna materia.
Niektórzy naukowcy szacują, że ciemna materia stanowi około 27% otaczającego nas wszechświata. Chociaż nie wydaje się to dużo, wierzą oni również, że 68% to ciemna energia, nieznana forma energii (wzorowana na nazwie ciemna materia), która powoduje, że wszechświat rozszerza się szybciej niż się spodziewamy. Jeśli to prawda, oznacza to, że tylko około 5% wszechświata jest zbudowane z materii, którą rozumiemy jako „materię”
.