Неуловимое и невидимое для наблюдения гипотетическое тёмное вещество во Вселенной проявляет себя только в виде ряда гравитационных явлений, которые вполне регистрируются. Учёные ещё не определились с природой этого явления. Согласно теории Стивена Хокинга, тёмное вещество — это небольшие первичные чёрные дыры из ранней Вселенной, и телескоп «Джеймс Уэбб» будет готов открыть на них охоту.

Телескоп «Джеймс Уэбб» будет способен заглянуть во времена очень ранней Вселенной, где все эти процессы могли происходить. Напрямую он не сможет увидеть чёрные дыры (собственно, поэтому чёрные дыры до сих пор считаются теоретическими объектами, но с очень высокой степенью соответствия наблюдениям), однако «Джеймс Уэбб» различит звёзды так далеко в прошлом, куда ещё человек не мог заглянуть. По гравитационном поведению звёзд в прошлом, и благодаря эффектам гравитационного линзирования можно будет косвенно обнаружить то, что мы считаем чёрными дырами и, возможно, сможем понять природу эволюции Вселенной.