Kurva rotasi dari sebuah galaksi cakram (juga disebut kurva kecepatan) adalah plot kecepatan orbit bintang atau gas yang tampak pada galaksi tersebut versus jarak radialnya dari pusat galaksi tersebut. Kurva ini biasanya ditampilkan secara grafis sebagai plot, dan data yang diamati dari setiap sisi galaksi spiral umumnya asimetris, sehingga data dari setiap sisi dirata-ratakan untuk membuat kurva. Terdapat perbedaan yang signifikan antara kurva eksperimen yang diamati dan kurva yang diperoleh dengan menerapkan teori gravitasi pada materi yang diamati di galaksi. Teori yang melibatkan materi gelap adalah solusi utama yang diajukan untuk menjelaskan perbedaan tersebut.^[1]

Kecepatan rotasi/orbit galaksi/bintang tidak mengikuti aturan yang ditemukan dalam sistem orbit lain seperti bintang/planet dan planet/bulan yang sebagian besar massanya berada di pusat. Bintang berputar mengelilingi pusat galaksinya dengan kecepatan yang sama atau meningkat pada rentang jarak yang luas. Sebaliknya, kecepatan orbit planet-planet dalam sistem keplanetan dan bulan yang mengorbit planet menurun seiring bertambahnya jarak menurut hukum ketiga Kepler. Hal ini mencerminkan distribusi massa dalam sistem tersebut. Estimasi massa galaksi berdasarkan cahaya yang dipancarkannya terlalu rendah untuk menjelaskan pengamatan kecepatan.^[2]

Masalah rotasi galaksi adalah perbedaan antara kurva rotasi galaksi yang teramati dan prediksi teoretis, dengan asumsi massa yang didominasi pusat terkait dengan materi bercahaya yang teramati. Ketika profil massa galaksi dihitung dari distribusi bintang dalam spiral dan rasio massa terhadap cahaya dalam cakram bintang, hasilnya tidak sesuai dengan massa yang diperoleh dari kurva rotasi yang teramati dan hukum gravitasi. Solusi untuk problematika ini ialah dengan menghipotesiskan keberadaan materi gelap dan mengasumsikan distribusinya dari pusat galaksi hingga halonya. Dengan demikian, perbedaan antara kedua kurva tersebut dapat dijelaskan dengan menambahkan halo materi gelap yang melingkupi galaksi.^[3]

Meskipun materi gelap sejauh ini merupakan penjelasan yang paling diterima untuk masalah rotasi, proposal lain telah diajukan dengan tingkat keberhasilan yang bervariasi. Dari alternatif yang ada, salah satu yang paling menonjol adalah dinamika Newtonian termodifikasi (MOND), yang melibatkan modifikasi hukum gravitasi.^[4]