暗物質與暗能量主導了宇宙暗物質：在宇宙中暗物質占23%，是普通物質的五倍以上，暗物質是指那些不發射任何光及電磁輻射的物質。目前，人們只能間接通過引力彎曲光線或其他引力效應證明宇宙中有大量暗物質的存在。
最早科學家發現大型星系團中的星系具有極高的運動速度，要求星系團的品質是觀測到的恒星數量詞的100倍以上，否則該星系團根本無法束縛住這些星系，因此引入暗物質概念。
圖片說明：暗物質較深紫色區域代表暗物質密度更高，
並且可以發現暗物質的分佈是沿西北-東南走向延伸。(來源天文科普網)。在另一項研究中，根據天文學觀測估計，宇宙的總品質中，重子(主要指中子，質子等)物質約占2%，也就是說，宇宙中可觀測到的各種星際物質、星體、恒星、星團、星雲、類星體、星系等的總和只占宇宙總品質的2%。在宇宙中非重子物質的暗物質當中，冷暗物質約占70%，熱暗物質約占30%。
圖片說明：本圖為運用重力透鏡量測暗物質分佈所得的圖示。不同的色彩代表暗物質密度的不同，標示偏紅代表密度越高。黑色橢圓顯示背景星系的扭曲形態;遙遠星系的位置有系統地被扭曲成黑色橢圓形，扭曲是由重力透鏡效應所引起。
(實際上，所有背景星系都有自己的形狀和方向，因此平均了多個星系的形狀，籍由重力透鏡效應擷取其扭曲程度)標準模型給出的62種粒子中，能夠穩定地獨立存在的粒子只有12種。它們是電子、正電子、質子、反質子、光子、3種中微子、3種反中微子和引力子。這12種穩定粒子中，電子、正電子、質子、反質子是帶電的，不能是暗物質粒子;光子和引力子的靜止品質是零，也不能是暗物質粒子。
因此，在標準模型給出的62種粒子中，有可能是暗物質粒子的只有3種中微子和3種反中微子。2011年升空的、造價20億美元的的阿爾法磁譜儀，在2013年向地球發送回首批觀測資料。專案負責人華裔科學家丁肇中教授稱，在阿爾法磁譜儀運行的最初18個月中，已經探測了250億次粒子事件。在這些粒子事件中，有近80億次是快速運動的電子及與其對應的反物質——正電子。理論上，大品質弱相互作用粒子(簡稱WIMP)的碰撞和湮滅會產生大量電子和正電子。通過測定二者的比例，以及在能量譜上的行為變化，科學家或許能找到研究暗物質問題的途徑。丁肇中稱，將把涉及暗物質的研究論文後續發表出來。在宇宙中，宇宙擁有暗物質絲狀的結構把各種星系連接在一起。有理論提出，大品質弱相互作用粒子(簡稱WIMP)是暗物質最有希望的候選者，這是一種尚處於理論階段的粒子。雖然天文望遠鏡無法探測到大品質弱相互作用粒子，但阿爾法磁譜儀很有希望通過間接的方法來確認其存在，並描述它的性質。有的物理學理論認為暗物質是由大品質弱相互作用粒子(WIMPS)——一種是自身反物質粒子的粒子——組成的。當物質和反物質相遇時，它們會相互湮滅。因此，如果兩個WIMPs碰撞，它們會被毀滅並在此過程中釋放出一對子粒子——一個電子和它的反物質正電子。如果實驗檢測到在某能量處存在大量正電子，這或可能暗示著檢測到了暗物質，因為電子在宇宙中無處不在，但已知的天體物理學過程很少會產生正電子。阿爾法磁譜儀是安裝於ISS上的一個粒子探測器，其設計的目的是用於探索太空中的暗物質和反物質，能收集伴隨宇宙射線的電子、正電子、反質子等特殊粒子。根據芝加哥大學宇宙物理學卡弗裡研究所邁克爾·特納介紹：“我們要找的是正電子和電子的比率關係，科學家認為這其中隱藏著關於暗物質湮滅以及暗暈密度的資訊。”“發現暗物質存在的確鑿證據是觀測到正電子的數量驟升，然後迅速銳減。”這是因為暗物質湮滅產生的正電子具有特定的能量，而後者取決於組成暗物質的WIMPs的品質。美國芝加哥大學的宇宙學家邁克爾·特納(Michael Turner)認為：“這便是探測到暗物質存在時會出現的關鍵特徵。在對正負電子的觀測中，如果發現二者比例突然上升然後急劇下降，那就是星系中暗物質湮滅的關鍵標誌。在能量體系中也要考慮，是否具有各向異性?正電子是從固定的某個方向還是從所有方向出現?”特納教授並未參與阿爾法磁譜儀的合作項目。他繼續說道：“暗物質應該無所不在。因此如果我們發現正電子從某個特定的方向發出，就意味著該信號是來自像脈衝星(一種中子星)一類的天體，而不是暗物質。”據悉，此次阿爾法磁譜儀的資料涉及的是0.5至350GeV(10億電子伏特)品質範圍內的正電子—電子比例。這一範圍已經是其他實驗中，被科學家認為的可能發現暗物質的上限。特納教授說，科學家已經逐漸接近了目標。他預測未來數年將會被銘記為“大品質弱相互作用粒子(WIMP)的十年”，而且通過一系列的研究，包括利用大型強子對撞機製造WIMP等，暗物質的性質將逐漸呈現在我們面前。“理論上，這種粒子的品質大約在質子品質的30、40和300倍之間，即在30至大約1 000GeV之間”特納教授說：“大型強子對撞機能夠製造這樣品質的粒子，丁肇中的阿爾法磁譜儀能探測到這樣品質的粒子湮滅，而位於深地底的探測器對這樣品質的粒子也非常敏感。如果非常幸運的話，我們能同時獲得有關暗物質的三個特徵信號，分別是通過觀測粒子湮滅、直接探測粒子以及用大型強子對撞機製造粒子，這三種方法在同樣的品質範圍內都很靈敏。”通過測定二者的比例，以及在能量譜上的行為變化，科學家或許能找到研究暗物質問題的途徑。丁肇中稱，將把涉及暗物質的研究論文後續發表出來。在宇宙中，宇宙擁有暗物質絲狀的結構把各種星系連接在一起。有理論提出，大品質弱相互作用粒子(簡稱WIMP)是暗物質最有希望的候選者，這是一種尚處於理論階段的粒子。雖然天文望遠鏡無法探測到大品質弱相互作用粒子，但阿爾法磁譜儀很有希望通過間接的方法來確認其存在，並描述它的性質。有的物理學理論認為暗物質是由大品質弱相互作用粒子(WIMPS)——一種是自身反物質粒子的粒子——組成的。當物質和反物質相遇時，它們會相互湮滅。因此，如果兩個WIMPs碰撞，它們會被毀滅並在此過程中釋放出一對子粒子——一個電子和它的反物質正電子。如果實驗檢測到在某能量處存在大量正電子，這或可能暗示著檢測到了暗物質，因為電子在宇宙中無處不在，但已知的天體物理學過程很少會產生正電子。阿爾法磁譜儀是安裝於ISS上的一個粒子探測器，其設計的目的是用於探索太空中的暗物質和反物質，能收集伴隨宇宙射線的電子、正電子、反質子等特殊粒子。根據芝加哥大學宇宙物理學卡弗裡研究所邁克爾·特納介紹：“我們要找的是正電子和電子的比率關係，科學家認為這其中隱藏著關於暗物質湮滅以及暗暈密度的資訊。”“發現暗物質存在的確鑿證據是觀測到正電子的數量驟升，然後迅速銳減。”這是因為暗物質湮滅產生的正電子具有特定的能量，而後者取決於組成暗物質的WIMPs的品質。美國芝加哥大學的宇宙學家邁克爾·特納(Michael Turner)認為：“這便是探測到暗物質存在時會出現的關鍵特徵。在對正負電子的觀測中，如果發現二者比例突然上升然後急劇下降，那就是星系中暗物質湮滅的關鍵標誌。在能量體系中也要考慮，是否具有各向異性?正電子是從固定的某個方向還是從所有方向出現?”特納教授並未參與阿爾法磁譜儀的合作項目。他繼續說道：“暗物質應該無所不在。因此如果我們發現正電子從某個特定的方向發出，就意味著該信號是來自像脈衝星(一種中子星)一類的天體，而不是暗物質。”據悉，此次阿爾法磁譜儀的資料涉及的是0.5至350GeV(10億電子伏特)品質範圍內的正電子—電子比例。這一範圍已經是其他實驗中，被科學家認為的可能發現暗物質的上限。特納教授說，科學家已經逐漸接近了目標。他預測未來數年將會被銘記為“大品質弱相互作用粒子(WIMP)的十年”，而且通過一系列的研究，包括利用大型強子對撞機製造WIMP等，暗物質的性質將逐漸呈現在我們面前。“理論上，這種粒子的品質大約在質子品質的30、40和300倍之間，即在30至大約1 000GeV之間”特納教授說：“大型強子對撞機能夠製造這樣品質的粒子，丁肇中的阿爾法磁譜儀能探測到這樣品質的粒子湮滅，而位於深地底的探測器對這樣品質的粒子也非常敏感。如果非常幸運的話，我們能同時獲得有關暗物質的三個特徵信號，分別是通過觀測粒子湮滅、直接探測粒子以及用大型強子對撞機製造粒子，這三種方法在同樣的品質範圍內都很靈敏。”