1981 leitete Davis den „Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) Survey” , eine Beobachtungskampagne von 2400 Galaxien bei unterschiedlichen Entfernungen. Dieser außergewöhnliche Zensus deutete auf das hin, was heute das „kosmische Netz” genannt wird: Galaxien gruppieren sich in länglichen Filamenten oder Superhaufen und sind von großen Hohlräumen getrennt. Zwei konkurrierende Theorien versuchten zu erklären, wie sich Materie auf diese Weise zusammenballen konnte; beide Theorien enthielten„ Dunkle Materie . In der „heißen Dunklen Materie”-Theorie bewegten sich die Teilchen in frühen Zeiten mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und ließen die normale Materie zurück. Demgegenüber fielen die langsameren Teilchen in der „kalten Dunklen Materie”-Theorie zusammen und bildeten die Halos von Galaxien, wobei sie die normale Materie mitnahmen.

Um diese beiden Theorien zu testen mussten die Astronomen die Entwicklung des Universums über Milliarden Jahre hinweg simulieren. Efstathiou passte eine numerische Methode aus einem anderen Bereich der Physik an und konnte so ein Programm für die Kosmologie erstellen, das dann von Davis, Frenk und White genutzt wurde um zu zeigen, dass ein simuliertes Universum, das auf der heißen Dunklen Materie basierte, mit den CfA Beobachtugen überhaupt nicht in Einklang zu bringen war. In fünf richtungsweisenden Veröffentlichungen von 1985 bis 1988 zeigten Davis, Efstathiou, Frenk und White, dass die Beobachtungen der Galaxien, Haufen, Filamente und Hohlräume zu einem Universum passten, das sich unter dem Einfluss von kalter Dunkler Materie entwickelt hatte.

Kalte dunkle Materie (kurz CDM) ist heute eines der zwei Hauptbestandteile des Standardmodells der Kosmologie. Der andere ist die beschleunigte Ausdehnung des Universums, eine Entdeckung aus den späten 1990er Jahren, die die Simulationen der vier Astronomen bereits vorhergesagt hatten. Heute zeigt die Übereinstimmung von Beobachtung und Theorie, dass das Universum zu 4,6 Prozent „herkömmlicher” Materie besteht, zu 23,3 Prozent aus Dunkler Materie und zu 72,1 Prozent aus Dunkler Energie, die für die beschleunigte Ausdehnung verantwortlich ist. Numerische Simulationen, wie sie von Davis, Efstathiou, Frenk und White erstmals entwickelt wurden, zeigen, dass ein Universum mit dieser erstaunlich genauen und doch sehr seltsamen Zusammensetzung wirklich genau die Strukturen entwickelt, die wir um uns sehen.

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