假设你想确定一所房子的质量和里面的东西。你拿起房子，把它放在一个巨大的秤上。为了便于讨论，假设你测量的质量是100,000磅(45359公斤)。现在想象一下，你想知道房子里的每一件物品对总质量的贡献。你每次取下一项，然后把它放在秤上。你甚至可以消除所有的空气来测量它的质量。现在我们假设每个物体的质量，包括地板、墙壁和屋顶，加起来是5000磅(2268公斤)。你会怎么想?18新利最新登入你如何解释质量上的差异?你会认为一定有一些看不见的材料在房子里使结构更重吗?
在过去的40年里，这正是天文学家在试图确定宇宙的组成部分时所面临的困境。在此之前，他们认为宇宙中含有正常物质，也就是我们能看到的物质。纵观整个宇宙，这些东西似乎是显而易见的。有数十亿星系，每个都充满了数十亿星星．在其中一些恒星周围，行星和它们的卫星沿着椭圆轨道运行。在这些巨大的球形物体之间，存在着形状不规则的物体，大小不一，从巨大的小行星到岩石大小的流星体，再到比尘埃还小的微粒。天文学家把这些东西归类为重子，他们(和我们)知道它最基本的单位是原子它本身由更小的亚原子粒子组成，比如质子、中子和电子。(为了简单起见，我们将不考虑轻子和夸克。)
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从20世纪70年代开始，天文学家开始收集证据，使他们怀疑宇宙比我们看到的要多。当科学家试图确定星系的质量时，最大的线索之一出现了。他们通过测量星系外缘云的加速度来做到这一点，这使他们能够计算出引起加速度所需的质量。他们的发现令人惊讶:星系云团的轨道加速度背后的质量是你所能看到的散布在星系中的恒星和气体的质量的五倍。他们得出的结论是，一定有某种看不见的物质围绕着星系，并将其维系在一起。他们称这种物质为暗物质借用了瑞士天文学家弗里茨·兹威基在20世纪30年代首次使用的术语。
二十年后，科学家们注意到了这一点Ia型超新星——具有相同内在亮度的濒死恒星——离我们的星系比它们应该到达的地方更远。为了解释这一观察结果，他们提出宇宙的膨胀实际上正在加速。这是令人困惑的，因为暗物质固有的引力应该强大到足以阻止这样的膨胀。是其他物质，某种具有反引力效应的物质，导致了宇宙的快速膨胀吗?天文学家们相信是这样，他们把这种物质称为“物质”暗能量．
十年来，宇宙学家和理论物理学家一直在争论暗物质和暗能量的存在。然后，在2001年6月，NASA发射了威尔金森微波各向异性探头,或威尔金森微波各向异性探测器．这艘飞船上的仪器拍摄了迄今为止最详细的宇宙微波背景照片——大爆炸遗留下来的挥之不去的辐射。这使得天文学家能够非常精确地测量宇宙的密度和组成。下面是WMAP得出的结论:重子物质只占宇宙的4.6%。暗物质只占23%。而暗能量则占了其余部分——高达72%[来源:美国国家航空航天局/威尔金森微波各向异性探测器]！
当然，测量宇宙组成部分的相对比例仅仅是个开始。现在，科学家们希望找到暗物质的可能候选者。他们认为褐矮星是一个可能的候选者。这些星状物体并不发光，但它们强烈的引力会影响附近的物体，这为它们的存在和位置提供了线索。超大质量黑洞也可以解释宇宙中的暗物质。天文学家推测，这些宇宙天坑可能是遥远的类星体而且可能比想象的要多得多。最后，暗物质可能由一种尚未被描述的粒子组成。这些微小的物质可能存在于原子深处的某个地方，并可能在世界上的一台超级对撞机(如大型强子对撞机)中被识别出来。
解开这个谜团仍然是科学界的首要任务之一。在解决方案出现之前，我们必须接受这样一个谦卑的想法:我们多年来一直试图衡量的房子比我们预期的要重，而且更麻烦，超出了我们的理解。
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