Hoe kan het dat donkere materie niet zichtbaar is en toch wel uit deeltjes zou bestaan? Ik bedoel hoe weten we dan dat ze uit deeltjes bestaat?

In principe is het een hypothese, zoals je zelf al zegt. Donkere materie zou moeten bestaan omdat de zwaartekrachtswerking van donkere materie zichtbaar is: sterrenstelsels roteren niet met de snelheid waarmee ze zouden roteren als er alleen maar zichtbare materie zou zijn. Dus ligt het voor de hand dat er lokaal ook nog "iets anders" is (andere hypothesen stellen dat misschien de zwaartekracht anders zou kunnen werken als we denken, maar die alternatieven lijken minder waarschijnlijk). Áls er dan andere materie bestaat die meedoet aan zwaartekrachtswisselwerking, dan ligt het voor de hand dat die de vorm heeft van deeltjes. Immers, alle gewone materie heeft de vorm van deeltjes (elektronen, quarks, fotonen, enz.). Overigens zijn dat "golfdeeltjes" volgens de quantummechanica, of "velden" volgens de quantumveldentheorie, dus het idee van kleine tastbare dingetjes hoef je ook weer niet zo letterlijk te nemen. Je zou je echter kunnen voorstellen dat er een hele nieuwe "klasse" van materie is die totaal anders in elkaar zit, maar het ligt voor de hand te beginnen met een theorie die zo simpel mogelijk is (Occam's scheermes wordt dat genoemd).

Toegevoegd na 2 minuten:
Wat je bedoelt met "hoe weten ze dat ze ze allemaal hebben?" snep ik geloof ik niet helemaal.