A világegyetem működését kutató kozmológusok szerint az univerzumot egy láthatatlan, megfoghatatlan komponens uralja, amely sem fényt nem bocsát ki, sem el nem nyel, viszont jelentős gravitációs hatással bír a galaxisokra és más kozmikus struktúrákra.
Az első jelek egy hiányzó tömeg jelenlétére már a 20. század elején jelentkeztek, amikor Fritz Zwicky a galaxisok halmazainak mozgását tanulmányozta, majd Vera Rubin mérései újabb megerősítést adtak az elképzelésnek az Androméda-galaxis csillagainak váratlan sebességeivel.
A kutatás során a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás apró hőmérséklet-ingadozásait is vizsgálták, amelyek árulkodnak az univerzum legkorábbi pillanatairól és a sötét anyag esetleges jelenlétéről már a kezdetekkor.
Különös jelentőséget kapnak az olyan megfigyelési módszerek, mint a gravitációs lencsehatás, mely lehetővé teszi a sötét anyag eloszlásának feltérképezését galaxisokon belül is. Egy rendkívül érdekes eset, a Bullet Cluster ütközése, szintén komoly bizonyítékkal szolgál az anyag rejtett formájára.
A hipotetikus sötét anyag mibenlétét illetően jelenleg két fő jelölt merül fel: a szuperszimmetrikus modellekből adódó WIMP (gyengén kölcsönható nehéz részecske), illetve az axion, mindkettőre kiterjedt kísérletek folynak.
Mindezek mellett akadnak kutatók, akik alternatív magyarázatot kínálnak: a részecskealapú sötét anyag helyett a gravitáció törvényeinek módosításával igyekeznek elszámolni a megfigyelt anomáliákkal. Ezekből a törekvésekből született a módosított Newtoni dinamika (MOND) koncepciója.
Felmerül tehát a kérdés: láthatatlan anyag uralja az univerzumot, vagy pusztán hiányos még a gravitációról alkotott képünk? A válasz meghatározhatja a fizika és a kozmológia jövőbeli fejlődési irányát.
