大約80%的宇宙質量是由科學家無法直接觀察到的物質組成的。這種稀奇古怪的成分被稱為暗物質，它不會發出光或能量。那麼，為什麼科學家們認為它占主導地位呢？
20世紀50年代對其他星系的研究首次表明，宇宙中包含的物質比肉眼所看到的要多。對暗物質的支持有所增加，雖然沒有發現任何關於暗物質的確鑿直接證據，但是最近有了新的發現，
2016年8月時，科學家指出蜻蜓44星系幾乎完全是由暗物質組成。根據觀測其旋轉速度判斷其質量為一萬億太陽質量，約和銀河系的質量相同。這也和周圍觀測到的90個球狀星團一致。不過此星系發出的光只有銀河系的1%。該星系由蜻蜓望遠鏡頭陣列（Dragonfly Telephoto Array）發現。
宇宙中熟悉的物質，被稱為重子物質，由質子、中子和電子組成。暗物質可以由重子物質或非重子物質構成。要將宇宙中的元素聚集在一起，暗物質必須佔其物質的大約80%。
大多數科學家認為暗物質是由非重子物質組成的。主要是弱相互作用大質量粒子，其質量是質子的10到100倍，但它們與“正常”物質相互作用使它們很難被探測到這就是弱相互作用大質量粒子。
中微子是另一個組成暗物質重要成員之一：
中微子又譯作微中子，是輕子的一種，是組成自然界的最基本的粒子之一，常用符號ν表示。中微子不帶電，自旋為1/2，質量非常輕(有的小於電子的百萬分之一)，以接近光速運動。
中微子個頭小，不帶電，可自由穿過地球，與其他物質的相互作用十分微弱，號稱宇宙間的"隱身人"。科學界從預言它的存在到發現它，用了20多年的時間。
一些天文學家測量證實了暗物質的存在，導致世界範圍內在極其敏感的探測中直接觀察暗物質粒子與普通物質的相互作用，這將證實暗物質的存在，並揭示暗物質的性質。”然而，這些相互作用是如此微弱，以至於到目前為止它們都沒有被直接探測到，迫使科學家建造越來越敏感的探測器。“
如果科學家看不見暗物質他們怎麼知道它的存在？
科學家通過研究大型物體的運動來計算它們在太空中的質量。天文學家在20世紀50年代對螺旋星系進行了考察，預計中心的物質會比外部邊緣移動得更快。相反，他們發現這兩個地方的恆星以相同的速度運行，這表明星系的質量比人們所能看到的還要多。對橢圓星系內部氣體的研究也表明，比在可見物體中發現的氣體更需要更多的質量。如果星系團所包含的唯一質量在常規天文測量中是可見的，那麼星系團就會分裂。
愛因斯坦 宇宙中的巨大物體彎曲並能扭曲光，使它們被用作透鏡。通過研究星系團是如何扭曲光的，天文學家們已經能夠創造出暗物質圖在宇宙中。所有這些方法都提供了一個強有力的跡象，表明宇宙中的大部分物質還沒有被看到。
雖然暗物質與普通物質不同，但也有一些實驗來探測這種不尋常的物質。
這個就是阿爾法磁譜儀，一種敏感的粒子探測器在國際空間站上運行，自2011年注入以來一直在運行。這個中國科學家為磁譜儀傾注了大量心血，參與項目的國際同行對中國科學家的貢獻給予高度評價。
到目前為止，AMS已經在探測器中追蹤了超過1000億次的宇宙射線，“我們已經測量了過量的正電子(反物質對應於電子)，這個過剩可能來自暗物質。但是現在，我們仍然需要更多的數據來確保它來自暗物質，而不是來自一些奇怪的天體物理學來源。”
阿爾法磁譜儀
中國暗物質也在研究當中：
2010年12月12日，中國首個極深地下實驗室——“中國錦屏地下實驗室”於在四川雅礱江錦屏水電站揭牌並投入使用，錦屏地下實驗室垂直岩石覆蓋達2400米，是當前世界岩石覆蓋最深的實驗室。它的建成標誌著中國已經擁有了世界一流的潔淨的低輻射研究平臺，能夠自主開展像暗物質探測這樣的國際最前沿的基礎研究課題。清華大學實驗組的暗物質探測器已經率先進入實驗室，並啟動探測工作，而2012年上海交通大學等研究團隊也將進入這裡開展暗物質的探測研究。
中國錦屏地下實驗室
冰立方中微子天文臺一項埋在南極洲冰下的實驗，正在尋找無菌的中微子。無菌中微子只通過重力與規則物質相互作用，使其成為暗物質的重要物質之一。
其他儀器尋找的不是暗物質，而是它的效果。歐洲航天局普朗克航天器自2009年發射以來一直在繪製宇宙地圖。通過觀察宇宙的質量是如何相互作用的，宇宙飛船可以研究暗物質及其合作伙伴暗能量。
北京時間2014年9月18日，程林教授團隊與丁肇中合作的AMS項目重大成果發佈會在瑞士日內瓦舉行，丁肇中主持的實驗室公佈AMS項目最新研究成果，宇宙射線中過量的正電子可能來自暗物質。丁肇中特委託山東大學程林教授在國內發佈有關成果。在已完成的觀測中，證明暗物質存在實驗的6個有關特徵中，已有5個得到確認
暗物質與暗能量
雖然暗物質佔宇宙物質的大部分，但它只佔宇宙物質的四分之一。宇宙是由暗能量.大爆炸之後，宇宙開始向外膨脹。科學家曾經認為它最終會耗盡能量，當重力把裡面的物體拉在一起時，它會減速。但是對遙遠的超新星的研究表明，今天的宇宙比過去膨脹得更快，而不是更慢，這表明宇宙正在加速膨脹。只有當宇宙包含足夠的能量來克服引力-暗能量時，這才是可能的。
總結：中國錦屏地下實驗室即將擴建，將從4000立方米擴容到12萬立方米。2018年6月，中國暗物質實驗合作組利用一種國際首創的高純鍺探測系統，在一定範圍內將暗物質直接探測靈敏度提高到目前國際最高水平。
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