暗物質一直是宇宙中最神秘的東西之一。該理論首次在20世紀30年代提出，目的是研究某些星系中的恆星運動。關於暗物質的第一個確鑿證據是由維拉·魯賓收集的，他研究了星系的旋轉運動。這些星系的運動沒有加起來，除非它們包含了大量看不見的物質。一定有某種奇異的、看不見的物質主導這些運動，並且與我們以前所知的任何物質都不同。
暗物質的先決條件
如果暗物質存在，那麼它一定有兩個主要屬性。首先，它不能與光產生強烈的相互作用，否則我們就會看到它，它就不會是“黑暗的”。第二，它必須與其他物質發生引力作用，使可見物質以奇怪的方式運動。我們知道有幾種物質滿足這些條件，比如中微子或小黑洞，但它們不可能是暗物質。我們知道這個部分是因為我們現在能夠測量它的溫度。
暗物質是冷的？
一些天文學家提出了暗物質的替代方案，比如某些“改良的引力”模型。這些與觀測結果不一致。暗物質不僅影響星系的旋轉。像所有物體都有質量一樣，它透過引力使光偏轉。透過觀察星系的引力透鏡效應，我們可以繪製出它們暗物質的分佈圖。暗物質也會影響星系聚集的方式。換句話說，暗物質驅動著宇宙的大規模結構。從對星系團的觀察中，我們發現暗物質似乎是冷的。
對於理想氣體，它的溫度取決於原子反彈的速度。它們運動得越快，動能就越大，氣體的溫度也就越高。氣體的溫度也取決於原子的質量。一個原子的動能取決於質量，所以一個小質量的原子要比一個大質量的原子運動得快才能有相同的動能。在相同的溫度下，“較重”氣體的原子比“較輕”氣體的原子移動得慢。
而暗物質可能不是理想氣體，但我們知道它不會和自己發生強烈的相互作用，所以同樣的普遍規律也適用，因此暗物質的溫度取決於其粒子的運動和質量。在宇宙的尺度上，引力傾向於將暗物質聚攏在一起，而暗物質的運動則導致了相反的結果，這意味著暗物質會聚整合簇。這種聚集發生的規模可以大略告訴我們暗物質的溫度，因此也能間接告訴我們暗物質粒子的質量。
透過宇宙學的標準模型，科學家認為暗物質是冷的，這意味著暗物質粒子具有高質量。它們通常被稱為弱相互作用大質量粒子（wimp）。冷暗物質模型在星系團的尺度上運用的恰到好處，但在單個星系的尺度上就不那麼有效了。因此測量暗物質溫度的一種關鍵方法是確定在什麼尺度上團塊被分解。
標準宇宙模型是指以弗裡德曼宇宙模型為基礎，伽莫夫將其運用於早期宇宙的演化而形成的一種宇宙模型。他是一種結合核物理、粒子物理、相對論、量子力學知識對宇宙起源和演化的解釋。是主流的宇宙模型。
不過弱相互作用大質量粒子並不等同於一般的暗物質。它們一直是一個主要的暗物質假設，因為它們更容易被發現，但也因為它們符合誕生“弱相互作用大質量粒子”的奇蹟。那就是，在弱相互作用的粒子中，這樣的質量符合大爆炸產生的粒子密度。然而，迄今為止，最簡單、最可能的此類粒子大多被大型強子對撞機（LHC）和ACME電子球形實驗所否定。所以暗物質可能是一個純引力相互作用的粒子。
引力透鏡
幸運的是，利用引力透鏡技術，科學家們能夠研究來自遙遠的類星體的光是如何被其間的小塊暗物質所影響的。
最近，一個研究小組透過觀察7個透鏡狀類星體測量了這個尺度。從我們的角度來看，遙遠的類星體前面有一個星系。來自類星體的光線像透鏡一樣在星系中折射。透過測量這些透鏡狀類星體，研究小組可以縮小暗物質的範圍。由此，他們確定了暗物質的溫度，從而確定了暗物質粒子的最小質量。
這張哈勃圖片顯示了四張背景類星體及其宿主星系的扭曲影象，它們圍繞著一個前景中的大質量星系的中心核心。
他們發現暗物質粒子的質量至少為5。58 keV，它的質量是中微子的3000倍，但它的質量是電子的100倍。這一點很有趣，因為大多數WIMP模型都認為粒子的質量是質子的100倍。如果暗物質粒子是光，那麼它們肯定已經在粒子加速器實驗中被探測到。雖然這項研究並不否認冷暗物質，但它也支援熱暗物質。他們需要再觀察40多個透鏡狀類星體才能確定。
