但是我們也知道宇宙中也有很多已知的品質源根本不發光！我們也看不到，例如：死亡恆星、行星、黑洞、宇宙塵埃、冷中性氣體以及一些冰岩。那麼問題來了，我們看不到的這些物質會不會就是缺失的品質？暗物質呢？下面就談論下這個問題！

宇宙中充滿了不發光的物質，而且數量驚人

我們知道僅僅因為太陽獨自一人就佔了整個太陽系品質的99.8%，這並不意味著發光的恆星就是宇宙品質全部。現在我們再來看太陽系，從海王星以外就是柯伊伯帶，再往外就是奧爾特雲！奧爾特雲是一團巨大的由冰岩、塵埃組成的雲團，向各個方向延伸了大約1光年，包含了數萬億顆小行星和彗星大小的物體，它們的總品質大約是地球的5～100倍，而在太陽系的早期階段，這個數字可能會更高。

在比太陽系更大的尺度上，我們可以看到在恆星之間也有大量的星際氣體和塵埃。從我們自己的銀河系來看，星際氣體和塵埃也十分明顯，橫跨天空的銀河系平面上分佈著大量的“黑色暗帶”，這是由於銀河系裡面的中性氣體或塵埃擋住了背景恆星的星光。

在更大的宇宙尺度上，我們知道星系間的氣體、塵埃和等離子體無處不在，要比宇宙中發光的恆星品質大得多。那麼這些同樣看不見的物質形式（氣體、塵埃、冰、岩石和行星）有沒有可能解釋宇宙中品質缺失的問題？也就是暗物質問題？或者說這部分我們看見的物質就是暗物質？

氣體和暗天體是否組成了全部的暗物質？

上面這張圖片是子彈狀星系團相撞後的影象，藍色部分代表引力透鏡效應，粉色部分代表高速氣體撞擊後發射的X射線，星系相撞後出現了引力位置的不匹配現象（出現兩個品質源），這是不是說明了星系中有存在暗物質？其實也不一定，它只能告訴我們沒有足夠的氣體、塵埃來解釋所有的引力效應。也說明暗物質不光是宇宙中的冷氣體和塵埃！

而且我們也知道，兩個星系團相撞以後，發光的物質（星系中恆星）會直接穿過彼此，因為星際空間十分廣闊，有很小的機率會出現兩個天體相撞。就像兩支鳥槍相互射擊一樣，幾乎沒有子彈會發生相互碰撞。（看下圖子彈路徑是這樣的，基本不會相撞，恆星也一樣）

按照這個思路，氣體、塵埃不可能是全部的暗物質，那麼我們會認為暗物質可能是地球大小、木星大小或月球大小的暗天體。因為在宇宙中比最小的恆星（包括褐矮星）還要小的天體，由於自身內部的核聚變不會發出任何可見光，所以從技術上講它們也是“暗”物質（暗天體）。

像這樣的暗天體如果在我們的星系中穿行，那麼每當有一顆暗天體經過我們的視線時，我們就會看到一個微透鏡效應，背景恆星會短暫地變亮，然後又恢復到原來的亮度。我們觀察了這些微透鏡效應，發現從月球品質的暗天體到品質更大的暗天體，它們的品質總和不可能超過暗物質的百分之一。

那麼，宇宙中更小的小行星、冰岩石呢？或者單個的，孤立的原子呢？或者其他我們還不能直接排除的中間尺度呢？這些物質我們都看不到，也探測不出來！因此在理論上，這些普通物質仍然可能是失蹤的“暗物質”。這是一個重要的研究途徑，但這種研究不能“證明”真正的暗物質存在，因為我們現在知道暗物質不是由正常物質組成的：質子、中子和電子。

探測宇宙中各種組成成分的比例才能解決問題

因此我們需要從另外的角度去思考問題，我們可以通過以下幾種方法來找到答案：

測量宇宙中所有物質的總量。（這裡麵包括我們要尋找的缺失的品質）測量宇宙中正常物質的總量。(或者換一種方法，測量正常物質與總物質的比率。)看看這兩個數字是否匹配。(或者比率是“1”還是小於1的某個數字。)

這樣就能一勞永逸的解決所有問題，既能知道以上談論的我們“看不見的”正常物質是否是我們尋找的暗物質，還能知道宇宙中是否存在除了正常物質以外的物質。

我們可以在宇宙中測量許多不同的物理現象，從而得出宇宙的總物質密度是多少。例如，在最大尺度上使用重子聲波振盪觀察星系聚集的方式（宇宙大尺度結構的形式），而大尺度結構的形成高度依賴於物質的總量。

宇宙微波背景輻射的溫度波動（大爆炸留下的餘輝和微小密度漲落）可以告訴我們宇宙中物質和能量的總和。通過觀察宇宙中物體的紅移和距離資料，特別是Ia型超新星的紅移和距離資料，也對不同型別的物質和能量存在量提供了一個限制。

微波背景輻射（CMB），重子聲波振盪（BAO）超新星紅移資料（SNe）

如果我們把所有的資料結合在一起，我們會發現宇宙臨界密度的30%到34%以某種形式存在。這是我們需要的一個數字。但我們也可以算出宇宙臨界密度中有多少是由正常物質（質子、中子和電子）組成。

當宇宙還很年輕、溫度和密度很高的時候，這時的溫度並不能形成穩定的原子核；因為在宇宙的熱輻射中，高能量光子會將原子核炸成單個的質子和中子。只有當宇宙冷卻到某個特定的溫度時，核聚變才能進行，從而形成宇宙中最輕的穩定元素和同位素。

但是大爆炸後核融合生成元素的具體比例（多少質子，多少氘，多少氦-3和氦-4，多少鋰-7）對宇宙中一個簡單的量（重子與光子的比例）極其敏感。(重子可以是質子，也可以是中子。)實際上，我們可以通過觀察遙遠宇宙中原始氣體雲來測量各種元素的丰度和比例，自從大爆炸以來，原始氣體雲幾乎沒有受到任何影響，幾乎沒有受到任何恆星形成重元素的汙染。

通過宇宙微波背景我們還可以測量原始光子密度，因此我們可以相對容易的計算出整體重子物質的丰度和密度。

總結：暗物質不可能只是一些不發光的普通物質

我們從這些觀察中得知，宇宙臨界密度中大約由4.5- 5.5%以各種型別的普通物質組成，這意味著無論其他25- 29%的暗物質是什麼，它們都不可能是任何型別的普通物質！

而以上的比例也通過觀察宇宙微波背景的波動得到了證實，與5%的正常物質和28%的非重子暗物質的混合預測相吻合。

CMB模式的宇宙不僅包含了正常物質，其中還包括暗物質和暗能量。

所以，暗物質不可能只是一些不發光的普通物質形式；暗物質是由標準模型以外的粒子構成！暗物質不僅存在，而且是我們尚未發現的一種全新物質。