براساس نسبیت عام اینشتین، ما می‌دانیم که اجرام می‌توانند موجب خمیدگی هندسه‌ی فضا-زمان اطراف خود شوند. این خمیدگی فضا-زمان حتی بر مسیر حرکت نور نیز تاثیر می‌گذارد. در این حالت نور به جای اینکه در یک خط راست حرکت کند، یک مسیر خمیده را می‌پیماید. اگر آن جرم بسیار سنگین مثلا جرم حاصل از یک دسته کهکشان یا خوشه‌ی کهکشانی (cluster of galaxies) در نزدیکی هم باشد، با خمیدگی پرتوهای نوری که از مسیر این خوشه‌ی کهکشانی می‌گذرد، چیزی شبیه لنز خواهیم داشت که به آن لنز گرانشی گفته می‌شود.
البته من قبلا به تفضیل به موضوع لنزهای گرانشی پرداخته‌ام و در اینجا قصد ندارم به توضیح بیشتر در این رابطه بپردازم. این لنزهای گرانشی، در وهله‌ی اول به ما در مشاهده‌ی مناطق دوردست کیهان که در حالت عادی براحتی قابل مشاهده نیست، کمک می‌کند. اما این لنزها از طرف دیگر، اثبات خوبی بر وجود ماده‌ی تاریک (dark matter) به ما ارائه می‌دهند. زمانی که نور از کهکشان‌های دوردست به این لنزهای گرانشی می‌رسد، در اثر خمیدگی فضا-زمان، نور نیز خمیده می‌شود. اما میزان این خمیدگی، رابطه‌ی مستقیمی با جرم آن خوشه‌ی کهکشانی دارد.
اگر مثال زمین و خورشید را در نظر بگیریم، خورشید بسیار بیشتر از زمین می‌تواند فضا-زمان را خمیده کند و قاعدتا می‌تواند مسیر نوری که از کنارش می‌گذرد، را بیشتر خمیده کند، چرا که خورشید از زمین بسیار سنگین‌تر است. ما براساس میزان این خمیدگی، می‌توانیم میزان جرم را با تقریب بسیار مناسبی تخمین بزنیم. به این شکل که هر جرمی که سنگین‌تر باشد، خمیدگی نور در اطرافش بیشتر است و هر جرمی که سبک‌تر باشد، خمیدگی نور در اطراف آن کمتر است.
حالا آن خوشه‌ی کهکشانی را در نظر بگیرید که یک لنز گرانشی ایجاد کرده است. وقتی با توجه به میزان خمیدگی نور، جرم آن خوشه‌ی کهکشانی را تخمین می‌زنیم، می‌بینیم که از جرم قابل مشاهده‌ی آن خوشه‌ی کهکشانی بسیار بیشتر است.
پس این جرم خیلی خیلی زیادی که هیچ نوری نیز از آن ساطع نمی‌شود، مربوط به چیست؟
این همان ماده‌ی تاریک است. اثبات وجود ماده‌ی تاریک به این روش، اولین بار در سال ۲۰۰۶، در مورد یک خوشه‌ی کهکشانی به نام خوشه‌ی گلوله (bullet cluster) صورت گرفت. یعنی ما مشاهده کردیم که خمیدگی فضا-زمان در اطراف این خوشه‌ی کهکشانی، بسیار بیشتر از آنی‌ست که جرم ظاهری این کهکشان بتواند اینقدر فضا-زمان را خمیده کند و مشخص شد این جرم مربوط به همان ماده‌ی ناشناخته یعنی ماده‌ی تاریک است.
تصویر بالا: به این تصویر از خوشه‌ی گلوله دقت کنید. قسمت‌های صورتی رنگ، جرم قابل مشاهده هستند. قسمت‌های آبی رنگ، جرم نسبتا زیادی دارند اما نوری ندارند و فقط با توجه به اثر لنز گرانشی، وجودشان پیش‌بینی شده است. ما در آنجا مستقیما چیزی نمی‌بینیم و فقط اثر گرانشی آن را مشاهده می‌کنیم. آن‌ها ماده‌ی تاریک هستند.
– اَبا اِباد