Willem de Sitter (Sneek, 6 de maio de 1872 - Leiden, 20 de novembro de 1934) foi um matemático, físico e astrónomo neerlandês.
Willem de Sitter estudou Matemática na Universidade de Groningen e depois integrou o Laboratório de Astronomia de Groningen. Trabalhou no observatório do Cabo na África do Sul (1897-1899), e em 1908 foi nomeado para a cátedra de astronomia da Universidade de Leiden. Foi diretor do Observatório de Leiden de 1919 até à sua morte.
De Sitter contribuiu a melhorar a compreensão da cosmologia. Uma de suas obras de destaque é a co-redação de um artigo com Albert Einstein, em 1932, no qual eles lançam a conjectura de que deveria haver no universo uma grande quantidade de matéria que não emitia luz, designada como matéria negra.
De Sitter também ficou célebre pelos seus estudos sobre o planeta Júpiter.
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