Wszechświat składa się ze zwykłej materii, ciemnej materii i ciemnej energii. Tylko 4,6 procent wszechświata zbudowane jest ze zwykłych atomów, a pozostałe 95,4 procent składa się z materii, której ludzie nie widzą.
Aż do 1985 roku astronomowie wierzyli, że wszechświat składa się ze zwykłej materii, takiej jak protony, neutrony i elektrony. Jednak kiedy astronomowie dokonali dokładnych pomiarów kosmicznych mikrofalowych fluktuacji tła i zmierzyli ruchy gwiazd i gazu, odkryto, że nie ma wystarczającej ilości atomów, aby uwzględnić masę wszechświata. Naukowcy odkryli, że Droga Mleczna i inne galaktyki, takie jak ona, miały masę 10 razy większą niż mogła być spowodowana widocznym pyłem i gwiazdami. Ta masowa rozbieżność została wyjaśniona przez wprowadzenie materii, która wywierała przyciąganie grawitacyjne, ale nie emitowała ani nie absorbowała światła, zwanego ciemną materią.
Dokonano kilku spekulacji na temat natury ciemnej materii, w tym brązowych karłów, supermasywnych czarnych dziur i możliwej nowej formy materii. Zarówno brązowe karły, jak i supermasywne czarne dziury są niezwykle trudne do wykrycia z powodu braku jasności. Jeśli zaobserwowano wystarczającą liczbę tych obiektów przy soczewce grawitacyjnej, może to wyjaśniać brak masy Wszechświata. Nowe formy materii są badane za pomocą superkwilowców, aby spróbować zaobserwować tworzenie cząstek, które dzielą właściwości z ciemną materią.
