Teoria newtoniana prevede che la velocità orbitale delle stelle in una galassia dovrebbe diminuire con la distanza dal centro galattico. Questo perché la forza gravitazionale esercitata dalla massa della galassia diminuisce con la distanza. Tuttavia, le osservazioni mostrano che le velocità orbitali delle stelle nelle galassie a spirale rimangono relativamente costanti a grandi distanze dal centro galattico . Questo è noto come curva di rotazione piatta .
Relatività generale spiega questo fenomeno introducendo il concetto di materia oscura . La materia oscura è una forma ipotetica di materia che non interagisce con la luce, rendendola invisibile. Si ritiene che costituisca una parte significativa della massa di galassie. La presenza di materia oscura fornisce la trazione gravitazionale aggiuntiva necessaria per mantenere le curve di rotazione piatta osservate nelle galassie a spirale.
Pertanto, le curve di rotazione piatta delle galassie a spirale sono una caratteristica chiave che richiede l'uso della relatività generale, poiché la teoria newtoniana non può spiegarle completamente senza invocare l'esistenza di materia oscura.
