ماده تاريك چيست؟
اولين مشاهده چه زماني بود و توسط چه كسي بود؟
اولین مشاهدات ماده تاریک توسط اخترشناسی هلندی به نام یان اورت بود که از پیشگامان اخترشناسی رادیویی بود و فرضیه‌اش را در سال ۱۹۳۲ مطرح نمود. اورت مشغول مطالعه حرکات ستارگان در منطقه کهکشانی محلی بود که دریافت که جرم در صفحه کهکشانی می‌بایست بیشتر از آنچه قابل دیدن است، باشد. اما سپس مشخص گشت که این اندازه‌گیری اشتباه بوده‌است. همچني فریتز زویکی ستاره شناس سوئیسی در سال ۱۹۳۳ يعني يك سال بعد زمانی که بر حرکت کهکشان‌ها در خوشه کما مطالعه می‌کرد، نتيجه گيري مشابهي انجام داد. وی هنگام مشاهده کهکشان‌های خوشه کما متوجه شد جرم ستارگان موجود در کهکشان های این خوشه، از طریق قضیه ویریال (قضیه‌ای که در آن متوسط انرژی جنبشی سیستم را به کل انرژی آن مربوط می‌کند ) فقط ۱ درصد از از جرم مورد نیاز برای نگهداری کهکشان‌ها در مدارها را تأمین می‌کند و در حالت عادی طبق قضیه ویریال با این مقدار جرم، خوشه کهکشانی باید از هم می‌پاشید.
زوییکی متوجه شد که با احتساب ماده درخشان راه شیری سرعت و دینامیک کهکشان‌های کوتوله‌ی اطراف راه شیری از جنبه رصدی با نظریه سازگار نیست و به نظر می‌رسد یک بخشی جرم گم‌شده در کهکشان وجود دارد. از آن جا ایده ماده تاریک مطرح شد. چیزی که وجود دارد اما دیده نمی‌شود.
دلايل و شواهد مبتني بر وجود ماده تاريك
ماده تاريك هیچ کنشی با میدان الکترو مغناطیسی ندارد به این معنی که تشعشعات الکترو مغناطیسی (مثل نور) از خود منتشر نمی‌کند، بازتاب نمی‌دهد و منعکس نمی‌کند بنابراین قابل دیدن نیست. به بیان دیگر ماده تاریک به سادگی ماده‌ای است که واکنشی نسبت به نور نشان نمی‌دهد. در عوض، وجود و ویژگی‌های ماده تاریک را می‌توان به‌طور غیرمستقیم و از طریق تأثیرات گرانش بر روی ماده مرئی، تابش و ساختار بزرگ مقیاس جهان نتیجه گرفت. طبق داده‌های تیم مأموریت پلانک در سال ۲۰۱۳ و بر پایهٔ مدل استاندارد کیهان‌شناسی، کل جرم-انرژی موجود در جهان شناخته‌شده شامل ۴٫۹٪ ماده معمولی، ۲۶٫۸٪ مادهٔ تاریک و ۶۸٫۳٪ انرژی تاریک تشکیل شده‌است. یعنی ماده تاریک ۲۶٫۸٪ کل ماده موجود در جهان را تشکیل می‌دهد و انرژی تاریک و ماده تاریک روی هم رفته ۹۵٫۱٪ از کل محتویات جهان را تشکیل می‌دهند.
اگرچه وجود ماده تاریک به‌طور عمومی توسط جامعه علمی مورد پذیرش قرار گرفته‌است، اما نظریه‌های جایگزینی نیز برای گرانش ارائه شده‌اند؛ مثلاً می‌توان به دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده (MOND) یا گرانش تانسور-بردار-نرده‌ای (TeVeS) اشاره نمود که سعی در توضیح این مشاهدات غیرمعمولی بدون نیاز به معرفی جرم اضافی را دارند.