Gravitační účinky temné hmoty mohou být také pozorovat v galaxiích. V roce 1930, švýcarsko-americký astronom Fritz Zwicky z California Institute of Technology, Pasadena dělal mnoho pozorování galaktických kup. Tyto objekty jsou velké skupiny stovek nebo tisíců galaxií držených blízko k sobě gravitací. Zwicky změřil otáček, při kterých galaxie v rámci uskupení se pohybují. On dělal jeho měření pomocí spektrografu, zařízení, které šíří světlo z galaxií (a jiných světelných zdrojů) do spektra svých barev, jako barvy duhy-sahat od červené na modrou. Při dodržení objekty v prostoru, které se pohybují od Země s spektrografu, jejich světlo je červené posunul-to je, jejich světlo zobrazuje více barev směrem k červenému konci spektra. V kontrastu, světlo předmětů pohybujících se směrem k Zemi je posunut směrem k modré části spektra.
Zwicky se navrhuje, aby v případě, že pouze gravitace drží na svém místě galaxie přišla z viditelných hvězd v rámci klastrů, pak rychlejších galaxií klastr by měl byli schopní uniknout gravitačních dluhopisy klastru. Zwicky odvodil, že protože tyto galaxie zůstávají na místě, musí být obrovské množství gravitace nezvěstní. On razil termín temnou hmotu popisovat neviditelného materiál produkující tento gravitační vliv. V současné době, vědci věří, že temná hmota tvoří téměř 100 krát tolik hmoty (množství hmoty), jako hvězdy.
V době pozorování Zwicky je myšlenka, že vesmír obsahuje velké množství temné hmoty je příliš radikální pro většinu vědců brát vážně. Chtělo by to výzkumníky několik dalších desetiletí shromáždit dostatek důkazů přesvědčit vědeckou komunitu, že temná hmota je skutečný.
Začátek v roce 1980, X-ray dalekohledy ukázala, že někteří z Zwicky je temné hmoty ve skutečnosti skládá z obyčejné hmoty v forma z horkého plynu, které se šíří po celém galaxií. Nicméně, tento horký plyn, který odpovídá za asi sedmkrát vyšší hmotnost jako hvězdy galaxií, stále selhává na celé čáře produkovat dostatečnou gravitaci držet galaktické kupy pohromadě.
Zwicky navrhl, že některé temná hmota se může skládat z neobvyklých hvězd a Starlike předmětů, které vysílají formy elektromagnetického záření jiné než viditelné světlo
