暗物質（Dark matter）是理論上提出的可能存在于宇宙中的一種不可見的物質，它可能是宇宙物質的主要組成部分，但又不屬于構成可見天體的任何一種已知的物質。大量天文學觀測中發現的疑似違反牛頓萬有引力的現象可以在假設暗物質存在的前提下得到很好的解釋。現代天文學通過天體的運動、牛頓萬有引力的現象、引力透鏡效應、宇宙的大尺度結構的形成、微波背景輻射等觀測結果表明暗物質可能大量存在于星系、星團及宇宙中，其質量遠大于宇宙中全部可見天體的質量總和。結合宇宙中微波背景輻射各向異性觀測和標準宇宙學模型（ΛCDM模型）可確定宇宙中暗物質占全部物質總質量的85%、占宇宙總質能的26.8%。

        一種被廣泛接受的理論認為，組成暗物質的是“弱相互作用有質量粒子”（weakly interacting massive particle, WIMP），其質量和相互作用強度在電弱標度附近，在宇宙膨脹過程中通過熱退耦合過程獲得觀測到的剩余豐度。此外，也有假說認為暗物質是由其他類型的粒子組成的，例如軸子（axion），惰性中微子（sterile neutrino）等。

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