在1990年代初期，關於宇宙膨脹的一件事是相當確定的。它可能具有足夠的能量密度來停止其膨脹和塌縮，它的能量密度可能很小，以至於它永遠不會停止膨脹，但是隨著時間的流逝，重力必定會減緩膨脹。當然，沒有觀察到減速，但是從理論上講，宇宙必須減速。宇宙充滿了物質，萬有引力將所有物質拉在一起。然後是1998年，哈勃太空望遠鏡（HST）對非常遙遠的超新星的觀測表明，很久以前，宇宙的膨脹實際上比今天慢。因此，宇宙的膨脹並沒有因為引力而減慢，正如大家所認為的那樣，它一直在加速。從來沒有人這樣認為過，也沒有人知道如何解釋它。
最終，理論家提出了三種解釋。也許是愛因斯坦引力理論被忽視的一些東西，也許是某種奇怪的能量充滿了空間。又或者愛因斯坦的引力理論也許有問題，一種新的理論可能包含某種產生這種宇宙加速度的場。物理學家仍然不知道怎麼解釋這些東西，但是他們起了個名字，這就是所謂的暗能量。
什麼是暗能量？
未知的遠比已知的多，我們知道暗能量切實存在，因為我們知道暗能量如何影響宇宙的膨脹。除此之外，它完全是個謎。但這是一個重要的謎。事實證明，大約68％的宇宙是暗能量。暗物質約佔27％。其餘的東西-地球上的一切，用我們所有儀器觀測到的一切，所有普通物質-總計不到宇宙的5％。想一想，也許它根本不應該被稱為「普通」物質，因為它只是宇宙的一小部分。
暗能量的一種解釋是，它是空間的一種特性。艾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）是第一個認識到太空並不是空無一物。太空具有驚人的特性，其中許多才剛剛被人們理解。愛因斯坦發現的第一個特性是，可能存在更多的空間。愛因斯坦引力理論預測：「空無一物的空間」可以擁有自己的能量。由於此能量是空間本身的屬性，因此不會隨著空間擴展而被稀釋。隨著更多空間的出現，更多的空間能量將會出現。結果，這種形式的能量將導致宇宙膨脹越來越快。不幸的是，沒有人知道為什麼宇宙常數甚至應該在哪裡，更不用說為什麼它具有恰到好處的值來引起我們觀測到的宇宙加速。
關於空間如何獲取能量的另一種解釋來自物質的量子理論。在這種理論中，「空無一物的空間」實際上充滿了不斷形成然後消失的臨時（「虛擬」）粒子。但是，當物理學家試圖計算出多少能量會給空無一物的空間時，答案是完全錯誤的，答案和真實的數字是大相逕庭。因此，這仍然是個謎。
暗能量的另一種解釋是，它是一種新型的動能流體或場，它充滿了整個空間，但對宇宙膨脹的影響卻與物質和正常能量相反。一些理論家以希臘哲學家的給他命名為第五元素。但是，如果第五元素是答案，我們仍然不知道它是什麼樣，它與誰相互作用，或為什麼存在。
最後一種可能性是愛因斯坦的引力理論是不正確的。這不僅會影響宇宙的膨脹，而且還會影響星系和星系團中正常物質的行為方式。這個事實將提供一種方法來決定暗能量問題的解決方案是否是新的引力理論：我們可以觀察到星系如何以團簇形式聚集在一起。但是，如果確實需要一種新的引力理論，它將是什麼樣的理論？像愛因斯坦的理論那樣，它如何正確描述太陽系中物體的運動，又如何為我們提供所需的宇宙的不同預測？
什麼是暗物質？
通過將宇宙組成的理論模型擬合到組合後的宇宙學觀測結果，科學家得出了我們下面的結果：68％暗能量，27％暗物質，5％正常物質。所以什麼是暗物質？
我們比暗物質更確定什麼不是暗物質。首先，它是黑暗的，這意味著它不是我們所看到的恆星或者行星的形式。觀測表明，宇宙中可見物質太少，不足以構成觀測所需的27％。第二，它不是以普通物質的烏雲的形式出現，而是由稱為重子的粒子組成的物質。我們之所以知道這一點，是因為我們能夠通過吸收穿過它們的輻射來檢測重子云。第三，暗物質不是反物質，因為我們看不到反物質與物質湮滅時產生的伽馬射線。最後，我們可以根據看到的重力透鏡數排除星系大小的黑洞。高濃度的物質會使光線從靠近它們的物體附近通過。
但是，在這一點上，仍然存在一些可行的暗物質可能性。如果重氮物質全部被褐矮星或密集的小塊重元素所束縛，它仍然可以構成暗物質。阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）表明，宇宙中巨大的物體會彎曲並使光線扭曲，從而可以將它們用作鏡頭。通過研究光是如何被星系團扭曲的，天文學家已經能夠在宇宙中創建暗物質的地圖。