關於宇宙最令人費解和違背直覺的事實之一是，我們在地球上日常生活中所熟悉的所有「東西」只佔地球上所有「東西」的5%。構成我們身體、行星、太陽系和整個銀河系中所有正常物質的質子、中子和電子只佔宇宙物質的一小部分。即使在我們所探測到的其他東西——中微子、光、甚至黑洞——上做了預算，它也遺漏了95%的東西：暗物質（27%）和暗能量（68%）。
圖註：宇宙中暗物質分布的三維地圖。通過測量整個宇宙中星系的平均形狀，科學家可以檢測是否僅僅由於存在中間質量而存在任何扭曲。這種弱引力透鏡技術是我們測量宇宙中暗物質分布的方法。特別是暗物質，是最神秘的事物之一。天體物理學家幾乎肯定它一定存在，因為它從一整套獨立測量的間接證據是壓倒性的。因為我們從來沒有直接檢測到任何粒子可能負責它，許多專家和外行一樣仍然懷疑它的存在。但如果我們的宇宙沒有任何暗物質，那麼，我們的宇宙將是一個完全不同的地方。
138億年前，大爆炸還是會發生的。粒子和反粒子會大量產生和湮滅，留下少量的質子、中子和電子留在輻射海中。在早期的宇宙中，它是如此的熱、稠密和富有能量，以至於質子和中子能第一次融合在一起形成重元素，高能粒子和光子反作用於這一過程，再次將融合的原子核炸開。
在沒有其他因素的作用下，只有一個因素可以決定宇宙在形成任何恆星之前將充滿哪種元素：宇宙中每一個重子（質子和中子的總和）有多少光子（或光量子）。宇宙是否有暗物質無關緊要；這是決定在大爆炸中產生了多少氫、氦、鋰等的一個因素。
圖註：大爆炸核合成預測的氦-4、氘、氦-3和鋰-7的豐度，觀察結果顯示在紅圈內。注意這裡的關鍵點：一個好的科學理論（大爆炸核合成）對應該存在的和可測量的進行穩健、定量的預測，並且測量值（紅色）與理論的預測非常吻合，驗證它並約束替代方案。這些曲線和紅線是針對3種中微子，或多或少會導致與數據嚴重衝突的結果，特別是氘和氦-3。但一旦最初幾分鐘過去，暗物質的存在或不存在就變得極其重要。早期的宇宙幾乎是完全一致的，宇宙中的平均密度幾乎相同。但是宇宙中存在著微小的波動——不完美，隨著時間的推移，引力將不斷增長，最終產生恆星、星系、星系團，甚至更大的結構。
引力作用使宇宙中的物質崩塌，而輻射則將這些緻密的結構推回，使它們分開。如果宇宙中所擁有的只是正常物質和這種輻射，這將導致在某些尺度上有大量的結構，同時在其他尺度上消滅所有的結構。這種效應在沒有暗物質的宇宙中是最大化的。
圖註：重子聲波振蕩導致的聚集模式的一個例證，在重子聲波振蕩中，在距任何其他星系一定距離處發現星系的可能性取決於三種成分之間的關係：暗物質、正常物質和輻射。如果根本沒有暗物質，那麼星系之間的相互關係就不會像我們在宇宙中出現的那樣強大。當這一切發生時，宇宙仍然會膨脹和冷卻，這意味著最小的宇宙尺度將比最大的宇宙尺度更早地經歷這種崩塌和推回現象。在宇宙冷卻到足以使宇宙形成中性原子之前，這種效應是極其重要的，這意味著大爆炸餘輝（宇宙微波背景）的波動圖將揭示這些振蕩。
特別是，您可以測量任意兩個位置之間的溫差，並查看平均溫差如何隨這兩個位置之間的距離而變化。科學家稱之為重子聲波振蕩的崩塌和推回效應，將以這種波動模式出現。
圖註：模擬的各種角尺度上的溫度波動，在測量輻射量的宇宙中，然後是70%暗能量、25%暗物質和5%正常物質（左），或是100%正常物質和無暗物質（右）的宇宙中，在CMB中出現。在峰的數量，以及峰的高度和位置上的差異，很容易看到。注意兩個圖之間y軸上的刻度差異。一旦中性原子形成，來自輻射的推力就會停止，引力就可以自由地做它最擅長的事情：把宇宙中的每一個質量吸引到宇宙中的每一個其他質量。氣體雲會形成、崩塌並創造宇宙中最早的恆星，就像它們在富含暗物質的宇宙中所做的那樣。
但是，如果沒有暗物質附加的引力效應，那些最初的恆星將導致一場災難。恆星不僅會發出可見光，還會發出大量的紫外線和電離輻射。它們發射出粒子噴流，以恆星風的形式吹走大量快速移動的物質。對於第一顆比今天的恆星質量大得多的恆星來說，這些影響甚至更為嚴重。
圖註：超熱的年輕恆星有時會形成噴流，就像獵戶座星雲中的赫比格哈羅天體，距離我們在銀河系的位置只有1500光年。來自年輕的大質量恆星的輻射和風可以給周圍的物質帶來巨大的衝擊。如果沒有暗物質，恆星風和紫外線輻射的聯合作用將給周圍的物質帶來如此強烈的「衝擊」，它不僅會被吹回到星際介質中，而且會在引力上完全脫離剛剛形成的巨大星團。
當這些恆星進一步演化並消亡，這可能意味著這些早期恆星中的大多數都是超新星時，這些恆星的噴射物移動得如此之快，以至於——同樣，如果沒有暗物質的話——它們在引力上與最初塌縮形成這些恆星的剩餘物質脫離。與我們的宇宙不同，在我們的宇宙中，融合在一代恆星中的物質被回收到下一代中，這第一代恆星很可能是沒有暗物質的末日。
圖註：蟹狀星雲，如圖所示，有來自五個不同觀測站的數據，顯示了物質是如何從超新星中噴射出來的。這裡展示的物質跨度約5光年，起源於一顆1000年前超新星的恆星，它告訴我們噴出物的典型速度約為1500公裡/秒在較小的宇宙尺度上，這意味著存在的唯一太陽系將極其簡單化。如果沒有能力將這些元素從一代恆星循環到下一代恆星，那就意味著原行星盤中就沒有形成巖石行星所需的重元素。如果沒有大量的碳、氮、氧和更重的元素，如矽、磷、銅和鐵，不僅生命是不可能的，而且宇宙能形成的行星只有氫和氦組成的氣態世界。
此外，沒有這些較重的元素來幫助冷卻原始恆星，因為它們形成的恆星數量少而質量大。今天，宇宙中的平均恆星大約是太陽質量的40%；沒有暗物質，平均恆星大約是我們的太陽的10倍。
圖註：在一個沒有暗物質的宇宙中，恆星和行星將與我們今天看到和知道的完全不同。一般恆星的質量要比我們的太陽大得多，而典型的行星只有氣態巨行星，沒有能夠形成巖石核心的重元素。在銀河系星系的尺度上，仍然有大量的物質聚集在一起形成圓盤，而這些圓盤仍然會旋轉並散落著恆星。但是，如果沒有暗物質，這些星系將顯示出與我們今天看到的星系的兩個主要區別。
在沒有暗物質的情況下，在經歷了第一次主要恆星形成事件之後，星系將失去大量的氣體，這些氣體會立即形成新恆星。氣體仍然可以從微小的合併和周圍的星系際介質中進入它們，但它們將比現代星系擁有更少的形成新恆星的物質。沒有暗物質的螺旋星系會像我們太陽系那樣旋轉：內部物體比中心物體旋轉得快得多。絕大多數星系都有平直的旋轉曲線，其中外天體的運動速度和內部的速度一樣，是宇宙中暗物質的另一個結果。
圖註：宇宙細絲，形成宇宙網絡。在更大的宇宙尺度上，整體結構將顯著減少。在一個沒有暗物質的宇宙中，宇宙網絡沒有看不見的「骨架」；相反，結構的形成僅僅基於正常物質的強度。這意味著，不是一個宇宙網絡，在那裡，纏繞著星系，把連接大星系群的細絲連接在一起，只會纏繞著中等大小星系的孤立島嶼，而沒有別的東西。
當然，一些星系仍然會聚集並聚集在一起，但在沒有暗物質的宇宙中，它們的數量將少得多。從微弱和強烈的引力透鏡信號到星系群碰撞，再到宇宙的功率譜，對宇宙大尺度結構的觀測，每一個可測量的尺度都會大相逕庭。
圖註：無論在大尺度還是小尺度上，宇宙結構的形成在很大程度上取決於暗物質和正常物質的相互作用，以及起源於量子物理的初始密度漲落。出現的結構，包括星系團和更大尺度的細絲，是暗物質無可爭辯的結果。最後，所有最小的星系——那些只包含成百上千顆恆星的星系——根本不可能存在。在我們的宇宙中，它們是由大約100000個太陽團的正常和暗物質團產生的，其中恆星形成的一個片段噴射出氣體。儘管如此，暗物質仍然存在，並將恆星按其自身的束縛結構維繫在一起，直到今天。在一個沒有暗物質的宇宙中，恆星形成的同一幕將使原星系完全分離，只留下許多單獨的、未受束縛的恆星。
有許多不同的證據表明暗物質的存在，但是我們可以認為，我們的宇宙的所有方式都是不同的，如果我們沒有觀測到暗物質的話，那麼我們的宇宙就不一樣了。如果你喜歡宇宙是如此緊密地結合在一起的事實，你就應該感謝暗物質。即使你不相信它，它也是形成你的宇宙的關鍵因素。