早在1900年，英國大物理學家開爾文勳爵曾公開宣稱：「物理學已走到盡頭，例外的只是漂浮在遠方地平線上的兩小朵烏雲。」開爾文勳爵所指的兩朵「烏雲」，實際是指當時處於萌芽狀態的量子理論和相對論。一百多年過去了，儘管現在人們在歡呼量子力學和廣義相對論取得了勝利，因為這兩者幾乎能解釋所有我們已知的現象。但是，幾乎所有當代的物理學家內心都明白，現在歡呼勝利還為時過早，因為還有兩朵「烏雲」籠罩在物理學和宇宙學頭上，這兩朵「烏雲」分別是暗物質和暗能量。
最近幾十年的觀測表明，我們的宇宙主要是由未知的物質和能量構成的，宇宙中足足有70%的物質密度似乎來自暗能量的形式，有26%是來自暗物質，只有4%是普通物質。這4%的普通物質囊括了一切我們所能見到的東西，包括我們自身在內。也就是說，當代的物理學，無論是實驗觀測還是粒子物理學標準模型所能描述的物質，還不足整個宇宙的二十分之一，對其餘的96%，我們一無所知！
一、關於暗物質。在過去的幾十年裡，天文學家以兩種不同的方式測量了星系的物質分布及星系質量，第一種方式是通過觀測恆星繞星系中心旋轉的軌道速度來確定星系的質量；第二種方式是通過估算和直接計數所能看到的星系中的恆星、氣體和塵埃來確定星系的質量。從理論上來說，這兩種方式都是基於我們對經典牛頓引力理論的深刻認識，由這兩種方式得到的星系質量和物質分布應該是一致的，即使不一致，偏差也不應該很大。
但是，用著兩種方法對附近的100多個星系的測量結果讓人震驚，兩種測量結果偏差極大，星系的質量差了近10倍。不僅如此，差別總是指向同一個結論：為了解釋觀測到的恆星運動和星系運動，直接計數可見物質是遠遠不夠的，必須還要添加更多的物質，這種物質既看到又摸不到、既不發光也不反光，科學家們將這種人為添加和定義的物質稱為「暗物質」。
到這裡問題就來了，既然所有物質都是由粒子構成，那麼暗物質應當也不例外，但物理學家迄今為止都沒有找到構成暗物質的粒子。那麼只能有兩個解釋：1、要麼暗物質真的存在，但人類現有的科學水平還不能發現它；要麼暗物質根本不存在，牛頓定律也許在太陽系中適用，但在如星系一類的大尺度引力結構中並不適用，牛頓定律或許僅在小尺度上是正確的，在大尺度上是錯誤的。
二、關於暗能量。天文學家近年又發現，當他們對更大尺度（數十億光年）進行觀測時，由宇宙大爆炸所驅動的宇宙膨脹似乎正在加速，而根據我們所看到的物質以及加入暗物質，宇宙的膨脹應該是減速才對。也就是說，即使加入了暗物質，廣義相對論方程也不能解釋宇宙正在加速膨脹這個事實。科學家由此認為，也許還有一種新的能量形式在宇宙大尺度上發生作用，這種新的能量形式在左右著宇宙的膨脹，他們將之稱為「暗能量」。
和暗物質的遭遇一樣，科學家們同樣無法知曉這種「暗能量」的性質，不能從物理學上給出一個根本性的解釋。說得更直白一點，就是沒有找到「暗能量」確切存在的證據。同樣的問題再次出現：要麼暗能量真的存在，現在的科學水平還無法解釋；要麼暗能量根本不存在，是廣義相對論錯了。也許廣義相對論真的錯了，它只在太陽系和我們的銀河系這樣的尺度上適用，如果擴大到整個宇宙的尺度，廣義相對論可能不再適用了。
綜上所述，如果暗物質和暗能量都不存在，那麼必定是牛頓定律和愛因斯坦的廣義相對論錯了——那就太可怕了！