暗物质一直是宇宙中最神秘的东西之一。该理论首次在20世纪30年代提出，目的是研究某些星系中的恒星运动。关于暗物质的第一个确凿证据是由维拉·鲁宾收集的，他研究了星系的旋转运动。这些星系的运动没有加起来，除非它们包含了大量看不见的物质。一定有某种奇异的、看不见的物质主导这些运动，并且与我们以前所知的任何物质都不同。
暗物质的先决条件
如果暗物质存在，那么它一定有两个主要属性。首先，它不能与光产生强烈的相互作用，否则我们就会看到它，它就不会是“黑暗的”。第二，它必须与其他物质发生引力作用，使可见物质以奇怪的方式运动。我们知道有几种物质满足这些条件，比如中微子或小黑洞，但它们不可能是暗物质。我们知道这个部分是因为我们现在能够测量它的温度。
暗物质是冷的？
一些天文学家提出了暗物质的替代方案，比如某些“改良的引力”模型。这些与观测结果不一致。暗物质不仅影响星系的旋转。像所有物体都有质量一样，它通过引力使光偏转。通过观察星系的引力透镜效应，我们可以绘制出它们暗物质的分布图。暗物质也会影响星系聚集的方式。换句话说，暗物质驱动着宇宙的大规模结构。从对星系团的观察中，我们发现暗物质似乎是冷的。
对于理想气体，它的温度取决于原子反弹的速度。它们运动得越快，动能就越大，气体的温度也就越高。气体的温度也取决于原子的质量。一个原子的动能取决于质量，所以一个小质量的原子要比一个大质量的原子运动得快才能有相同的动能。在相同的温度下，“较重”气体的原子比“较轻”气体的原子移动得慢。
而暗物质可能不是理想气体，但我们知道它不会和自己发生强烈的相互作用，所以同样的普遍规律也适用，因此暗物质的温度取决于其粒子的运动和质量。在宇宙的尺度上，引力倾向于将暗物质聚拢在一起，而暗物质的运动则导致了相反的结果，这意味着暗物质会聚集成簇。这种聚集发生的规模可以大略告诉我们暗物质的温度，因此也能间接告诉我们暗物质粒子的质量。
通过宇宙学的标准模型，科学家认为暗物质是冷的，这意味着暗物质粒子具有高质量。它们通常被称为弱相互作用大质量粒子(wimp)。冷暗物质模型在星系团的尺度上运用的恰到好处，但在单个星系的尺度上就不那么有效了。因此测量暗物质温度的一种关键方法是确定在什么尺度上团块被分解。
标准宇宙模型是指以弗里德曼宇宙模型为基础，伽莫夫将其运用于早期宇宙的演化而形成的一种宇宙模型。他是一种结合核物理、粒子物理、相对论、量子力学知识对宇宙起源和演化的解释。是主流的宇宙模型。
不过弱相互作用大质量粒子并不等同于一般的暗物质。它们一直是一个主要的暗物质假设，因为它们更容易被发现，但也因为它们符合诞生“弱相互作用大质量粒子”的奇迹。那就是，在弱相互作用的粒子中，这样的质量符合大爆炸产生的粒子密度。然而，迄今为止，最简单、最可能的此类粒子大多被大型强子对撞机（LHC）和ACME电子球形实验所否定。所以暗物质可能是一个纯引力相互作用的粒子。
引力透镜
幸运的是，利用引力透镜技术，科学家们能够研究来自遥远的类星体的光是如何被其间的小块暗物质所影响的。
最近，一个研究小组通过观察7个透镜状类星体测量了这个尺度。从我们的角度来看，遥远的类星体前面有一个星系。来自类星体的光线像透镜一样在星系中折射。通过测量这些透镜状类星体，研究小组可以缩小暗物质的范围。由此，他们确定了暗物质的温度，从而确定了暗物质粒子的最小质量。
这张哈勃图片显示了四张背景类星体及其宿主星系的扭曲图像，它们围绕着一个前景中的大质量星系的中心核心。
他们发现暗物质粒子的质量至少为5.58 keV，它的质量是中微子的3000倍，但它的质量是电子的100倍。这一点很有趣，因为大多数WIMP模型都认为粒子的质量是质子的100倍。如果暗物质粒子是光，那么它们肯定已经在粒子加速器实验中被探测到。虽然这项研究并不否认冷暗物质，但它也支持热暗物质。他们需要再观察40多个透镜状类星体才能确定。
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