什么是暗物质，根据当今宇宙学的观点，宇宙中的大部分物质是暗物质。但这种物质与我们日常体验到的物质十分不同。太阳是太阳系内质量最大的物体，它是由普通物质构成的(质子、中子和电子)。行星、气体、尘埃、等离子体和恒星残骸也都是普通物质。

　　但暗物质并不是这些东西，构成暗物质的粒子甚至都不包含在所谓的标准模型内。

　　后发座星系团。对这个星系团的观测结果首次向人们表明暗物质的存在。Adam Block / 莱蒙山天空中心 / 亚利桑那大学

　　要解释我们在宇宙中观察到的引力现象，暗物质其实并不是唯一方案。还有人试图通过修改引力理论来达到相同的目的。最著名的莫若牛顿引力动力学修正(MOdified Newtonian Dynamics，MOND)及其衍生观点了，它们是最为流行的暗物质替代方案。

　　要理解这些观点，我们必须先回到1800年代，回到质量丢失之谜出现之前。那时存在着另一个谜团天王星和水星之谜。

　　1600年代以后，牛顿的引力定律在解释世间万物方面取得了空前成功。无论是抛掷物的轨迹还是物体的滚动;无论是物体的重量还是摆钟的走动;无论是船的浮力还是月球的轨道牛顿的引力学说无往而不胜。

　　开普勒的三大定律，是牛顿引力方程的一种特例。把它应用到所有已知行星身上都同样有效：

　　1.行星都沿各自椭圆轨道环绕太阳，而太阳处在椭圆的一个焦点中;

　　2.相等时间内，太阳和运动行星连线扫过的面积相等;

　　3.行星公转周期的平方和它们椭圆轨道半长轴的立方成正比。

　　所有已知行星都严格地遵守着这些定律，几百年来毫无偏差。但1781年发现的天王星成了一个例外。这个新发现的行星在椭圆形轨道上围绕太阳运行时，其运行的速度与引力定律的预测相比似乎出错了。

　　天王星在其被发现后的首个20年内跑得过快。虽然在随后的20至25年内，速度与预测相符，但接下去天王星就又越跑越慢，根本达不到预测的数值。

　　相同时间内，海王星(蓝色)、天王星(黄色)、木星和土星(青色)的运动连线。

　　是引力定律错了吗?可能。但更简单的解释是有我们没有发现的物质某种暗物质在影响着天王星，使其轨道发生偏移。结果证明的确如此。Urbain Le Verrier和John Couch Adams两位学者对这颗新行星作出了各自的预测，他们之间还爆发了论战。然后，Johann Galle和他的助手Heinrich dArrest，于1846年9月23日证实了Le Verrier的预测。海王星被发现了。它是首个通过引力影响推算出来的天体。