La densidad de materia en el universo es un parámetro fundamental para conocer la forma del universo. Así mismo, también determina la evolución del espacio y la materia con el tiempo, junto con la presión que esta ejerce. La teoría del Big Bang postula que el universo tal como lo conocemos se encontraba concentrado en un volumen extremadamente pequeño y que tras el evento al que denominamos Big Bang, comenzó a expandirse. Podría pensarse que el ritmo de expansión inicial habría ido decreciendo debido a la atracción gravitatoria de la materia sobre sí misma. De este modo, la fuerza de la gravedad podría en cierto momento revertir el proceso y hacer que el universo colapsase finalmente sobre sí mismo. Sin embargo, las observaciones indican que el universo continúa expandiéndose a un ritmo superior al original. Para explicar esta expansión se recurre a la presencia de un cierto tipo de materia diferente a la materia ordinaria, conocida como materia oscura.
En la gráfica se muestra la evolución temporal del tamaño del universo para cuatro posibles escenarios. Por un lado, las curvas verde y azul representan el universo creciendo a velocidad constante, después de la aceleración inicial. La curva verde representa un universo donde la densidad de materia es igual a la densidad crítica (del orden de seis átomos de hidrógeno por metro cúbico), que corresponde a un universo plano e infinito, que eventualmente sufre una deceleración a escalas de tiempo muy grandes. En la curva azul el universo tiene una densidad de materia por debajo de la crítica, con lo que la gravedad no es tan fuerte y se expande a un ritmo mayor. La curva naranja representa un universo cerrado, con una densidad alta y una gravedad fuerte que eventualmente colapsará sobre sí mismo. Por último, la curva roja muestra un universo abierto cuya expansión continúa acelerándose.
Actualmente existe una creciente evidencia de que nuestro universo está siguiendo la curva roja. Como mencionábamos anteriormente, para ajustar los cálculos teóricos a las observaciones experimentales es necesario suponer la existencia de un tipo de materia diferente a la materia ordinaria, que conocemos como materia oscura.
