問題問的就是確定星系質量的一些常用辦法，以及基本原理。那麼星系那麼大，我們如何確定一個星系的質量？其實辦法很多：透過星系的質光比，星系的引力和質量關係，大規模結構的模擬以及引力透鏡效應都可以為我們確定一個星系的質量。下面就詳細說下每一種方法的原理。

我們也是透過這些方法得出資料的不一致發現了暗物質的存在，已經正常物質和暗物質在星系中的比例。

天文學家已經瞭解了關於恆星發出的光和其質量之間的關係。一顆恆星的質量越大，通常發出的光越明亮、越藍。我們不僅發現了恆星的質量和恆星光度之間的關係，我們還對一個星系中有多少恆星進行了普查。

就平均而言，我們的太陽並不具有代表性。因為在銀河系以及所有的其他星系中，有90%的恆星比太陽的質量要小，而且一顆質量只有太陽一半的恆星所發出的光只有太陽的10%，這意味著藍色的恆星在星系中占主導地位。

當我們觀察宇宙中任何發光的物體，包括恆星、星系、星系團等等，我們就能算出以恆星形式存在的質量。（我們需要知道的是，太陽的質量佔了太陽系總質量的99%)

測量星光並不是我們知道一個星系質量大小的唯一方法。我們還有另外一個工具：引力！在引力作用下，我們有很多辦法來測量物體的質量。對於單個星系，我們可以觀察星系是如何旋轉的（或者，對於一個足夠近的星系，單個恆星是如何運動的），透過萬有引力我們就可以計算出將星系聚集在一起需要多少質量來產生足夠的引力。

但是除了觀察星系旋轉的速度之外，還有很多方法可以用來測量星系或星系團的質量。縱觀宇宙的歷史，我們可以看到物體在引力作用下坍塌的速度有多快以及坍塌的規模有多大，才能形成我們目前在宇宙中看到的結構。

宇宙中充滿了物質和星系。有些離我們近，有些離我們遠。每隔一段時間，我們就會在另一個星系前面發現一個星系團。當這種情況發生時，背景星系可以被前景星系團的質量透鏡化，就像光學透鏡可以彎曲光線一樣。下圖中扭曲的弧線不僅是透鏡現象的證據，也是同一背景星系的多幅影象！引力透鏡可以允許我們測量前景星系團中有多少質量。

我們也可以看看宇宙的膨脹率。膨脹率高度依賴於宇宙其中的所有能量，包括普通物質、輻射、中微子和任何可能存在的“黑暗”物質，暗能量。

透過這些方法我們可以得到同樣的答案：宇宙總能量的25%到30%是某種形式的引力質量。但是恆星呢？結果發現，恆星只佔宇宙質量的0.5%左右。

也就是說宇宙中恆星的質量和暗物質的質量相差的50倍。

我們從中學到的是，所有不同的測量質量的方法得到的結果都是一樣的。這個結果告訴我們，星系中有我們看不到的物質在提供引力。上面我們只算了恆星，但星系中還有很多不發光的物體，例如：氣體雲、塵埃、死去的恆星、黑洞、行星、岩石凡是我們能想到的由正常物質質子、中子、電子構成的物質都加在一起。

我們對星系進行了大量的X光觀測，觀測的結果確實是比恆星的質量多出了7~8倍，正常物質的總量也增加到宇宙總質能的4.6%。也就是說暗物質佔了總物質的83-85%，正常物質只有15-17%，相差了將近5倍。

以上就是我們目前確定星系質量最常用的辦法，透過這些方法我們也知道了原來在我們的宇宙中，還存在大量我們看不見的暗物質。