弾丸銀河団
重力レンズ効果の測定技術が急速に発展したことを受けて、2004年以降、ダグラス・クロウらの研究グループが、この考えに基づき暗黒物質を捉える試みを行った。クロウらはX線天文衛星チャンドラでガスの分布を観測するとともに、可視光によって銀河団背後の銀河の光を観測し、弱い重力レンズの効果から推定される銀河団の質量分布を逆算した。 その結果、小さな方の銀河集団と大きな方の銀河集団それぞれに対応する質量の中心は、可視光で観測される2つの銀河集団のそれぞれの位置の方に誤差の範囲で一致し、ガス雲の位置とは異なっていた。 このことから力学法則がどうであれ、そこにガスとは異なる観測できない質量があり、暗黒物質の存在を従来よりも直接に裏付けるものと結論付けられた。
高エネルギー天文学
プリンストン大学やテキサス大学、アメリカ航空宇宙局ゴダード宇宙センターが開発したWMAPの観測によって、宇宙には暗黒物質及び暗黒エネルギーが充満していることが分かった。理論天文学の領域では、以前から予測が行われており、その物質の成因などについては現在も不明である。なお、その存在比率は、宇宙全体の大部分を占める96%にも達する。その物質の成因やその検出を目的として、暗黒物質検出計画が行われている。