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==历史和问题的描述==
在1959年，Louise Volders指出螺旋星系M33的转动没有遵循开普勒定律，到了1970年代，这个结果已扩展至许多其他的[[螺旋星系]] <ref>[https://www.sohu.com/a/129201924_414163 天文学中一个意外的发现] ，搜狐，2017-03-17</ref> 。基于这样的模型，在螺旋盘面上的物质（像是恒星和气体）环绕核心旋转的[[轨道]]应该与太阳系的行星相似，也就是说，都应该遵循牛顿力学。基于此，可以预期在足够远的距离上环绕星系中心天体的平均轨道速度应该依照[[质量]]分布的递减，与轨道距离的平方根成反比（图一中的虚点线）。在发现这种矛盾之时，星系的质量被认为大多集中在星系的核球内，接近星系的核心。
但是，观测的螺旋星系自转曲线，都不能证实此一观点。相反的，曲线没有如预期的随距离的平方根减少，而是“平的”－在中心核球外的速度相对于距离几乎是个常数（图一中的实线）。对这一现象的解是在符合最少调整的[[宇宙]]的[[物理定律]]下，是有为数可观的质量不仅是远离星系的中心，而且在质量对光度的比率上，发光率也很低。这些额外的质量被天文学家建议归结为在星系晕内的暗物质，早在40多年前弗里茨·兹威基研究星系团时就已经假设这样的物质存在了。如今有大量的观测证据指出冷暗物质的存在，而其存在是[[宇宙学]]Lambda-CDM model的主要特色之一。
在说服人们相信暗物质的存在曾是很重要的论述，而目前在星系自转曲线的工作中提供了一些巨大的挑战。在1990年代，对低表面亮度星系（LSB）的星系自转曲线和塔利-费舍尔关系的位置进行了详细的研究显示它们没有预期之外的行为。这些星系的[[行为]]也是由令人惊奇且时髦的暗物质掌控。无论如何，这种被暗物质掌控的[[矮星系]]或许掌握到了结构形成的矮星系问题。
对暗物质理论进一步的挑战，或者至少是它最普遍的形式－ 冷暗物质 <ref> [http://blog.sina.com.cn/s/blog_999609c001013jsx.html 科学家绘制宇宙时空结构 探索冷暗物质之谜]，新浪博客 ， 2012-9-26 </ref> （CDM），来自对低表面亮度星系中心的分析。根据CDM的数值模拟，预测被暗物质控制系统的自转曲线，例如这些星系，对实际的自转曲线观测没有显示出如预测的形状。这是所谓冷暗物质的星系晕尖点问题，是由理论的[[宇宙学家]]提出的一个较易处理的问题。
暗物质理论继续支持星系自转曲线的解释，因为[[暗物质]]不仅从这些曲线得到证据，它也在大尺度结构形成的模拟中成功的解释星系团中的星系团动力学（一如兹威基最初的提议）。暗物质也正确的预测重力透镜观测的结果。