很多科學家都在努力發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，一種只能間接觀察不發(fā)光也不吸收光的無形粒子，但從未捕獲過。搜尋暗物質(zhì)始于最近一個世紀前，天文學家有了深入夜空觀察的工具，但問題出現(xiàn)了。

當時埃德溫-哈勃震驚了世界，宣布宇宙遠不止銀河系。在天文學家發(fā)現(xiàn)新的星系的同時，加州理工學院教授弗里茨-茲維基仰望后發(fā)星系團周邊，觀察到了一些奇怪的東西。在他測量后發(fā)星團運動的時候，他得出了那個星團有多少質(zhì)量的估計值，星系在星團里運動迅速，相對他能看到的發(fā)光物質(zhì)的數(shù)量，那里應(yīng)該有發(fā)光物質(zhì)160多倍的物質(zhì)來解釋星團里的星系的隨機速度，有別的什么東西在影響著它們的運動，是什么東西呢？

他分析了它們的運動，斷定那個星團并不穩(wěn)定，除非有大量的暗物質(zhì)存在，在當時的1933年他是最早真正領(lǐng)悟暗物質(zhì)存在意義的人之一，他稱之為“失蹤的物質(zhì)”！

暗物質(zhì)，一種無形的物質(zhì)，具有萬有引力的吸引力，能夠影響到星團里全部星系的速度，但是這一發(fā)現(xiàn)很大程度被忽視了。人們把茲維基當真但是他們不敢妄下結(jié)論，那時宇宙才剛剛開始探索，直到1920年代我們才認識到我們的星系以外還有星系，我們過去不知道它就是星系還是恒星，氣體，塵埃，因為我們無法看到它是不是什么完全不同的東西。

茲維基的意見基于測量恒星和星系的質(zhì)量，但是如何在太空中稱物質(zhì)的重量呢？我們不可能將太陽放在天平上，但是我們可以測量行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)的速度，太陽里的物質(zhì)越多，行星必定會在自己的軌道上運轉(zhuǎn)度越快。

牛頓和愛因斯坦都說過，一個物體中的質(zhì)量或東西越多，其所具有的萬有引力就越強，而且物體距離其中心越遠，在軌運行就應(yīng)該越慢，那是因為萬有引力較弱的緣故。

根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，乃至牛頓的萬有引力理論，所有的星系都相互吸引著。就像太陽影響著我們的太陽系，太陽的質(zhì)量拽拉水星要快于冥王星，因為水星的位置更靠近太陽。同樣的，對于一個星系來說，我們可以預(yù)料到，越遠的星體在軌道上的運動也就會越來越慢。

但是茲維基并未觀察到這個情況。同樣幾十年后的一個年輕科學家維拉-魯賓也沒有觀察到，她在觀測類似銀河系這樣的星系的旋轉(zhuǎn)曲線時，與茲維基一樣她的意見同樣看似很怪異。魯賓實際測量到的是隨著距離越來越遠，旋轉(zhuǎn)的氣體與塵埃的速度始終如一。

魯賓觀察到的就好像城市比作星系，路上的每一輛汽車就是行星或恒星，不管交通流量如何，整個城市里的每輛汽車的速度都是相同的，這種同樣恒定的運轉(zhuǎn)速度不管物質(zhì)的量，交通量如何都是一樣的。

星系的外圍部分運轉(zhuǎn)得夠快，必定會有更多的物質(zhì)，否則星系會飛散。唯一解釋這個星系快上10被的悖論的途徑就是假設(shè)那里有一個光暈，一個無形物質(zhì)組成的光暈圍繞著星系，保持著星系的完整。暗物質(zhì)存在于星系中，它具有足夠的質(zhì)量來保持恒定的運轉(zhuǎn)速度。