与我们过去的认识不同，暗物质可能是由数种粒子组成的，它们会相互作用，组成暗原子、暗分子甚至暗星系。作为我们在宇宙中的近邻，仙女星系美丽的旋臂中隐藏着一个秘密。它转动的速度太快，按照我们目前所知的物理定律，其星系盘中的可见物质根本无法维系如此快速的转动。
宇宙学家相信，某种我们看不见的物质，或者叫暗物质，围绕在仙女星系和其他星系周围，或者弥漫在这些星系之中，它们为这些星系的高速自转提供了必要的额外引力。最简单的暗物质理论假设，所有不可见的质量都来自一种还未被发现的粒子。但经过数十年苦苦搜寻，科学家目前仍然无法证实这种暗物质粒子是否真的存在。而且这个简单理论还和天文学观测存在一些不一致的地方。
过去几年中，科学家越来越怀疑有多种暗物质存在，更有趣的是，他们还认为存在一些此前未知的力，对普通物质几乎没有（甚至完全没有）任何作用，但对暗物质具有强烈的作用。尽管我们还不知道暗物质究竟由什么构成，但通过观测它如何影响普通物质，并模拟它的引力效应，我们还是对它的性质有了一些了解。大多数暗物质理论都假设暗粒子有一个守恒量，出于历史原因，这个量被称为“宇称”（parity）。
最简单，同时也能满足物理学家列出的所有要求的暗物质理论，是将所有暗物质都归于一种称为WIMP的粒子，即“弱相互作用大质量粒子”。WIMP从理论角度来看挺合理的，但寻找它的难度超过了大多数物理学家的预期。我们可以想象，也许暗物质不是仅由一种粒子构成，而是存在几类暗物质粒子，同时还有几种只对暗物质发挥作用的力。