暗能量，暗物質
在20世紀90年代早期，有一件事對宇宙的擴張是相當肯定的。它可能具有足夠的能量密度來阻止它的膨脹和重新坍塌，它可能具有如此小的能量密度以至於它永遠不會停止膨脹，但隨著時間的推移，重力肯定會減緩膨脹。當然，沒有觀察到減速，但理論上，宇宙必須放慢速度。宇宙充滿了物質，引力的吸引力將所有物質拉到了一起。然後是1998年和哈勃太空望遠鏡（HST）對非常遙遠的超新星的觀測，這些觀測表明，很久以前，宇宙的擴張速度實際上比現在慢得多。所以宇宙的膨脹並沒有因為引力而減緩，正如大家所想的那樣，它一直在加速。沒有人預料到這一點，沒有人知道如何解釋它。
最終理論家提出了三種解釋。也許這是愛因斯坦引力理論長期丟棄的結果，其中包含所謂的「宇宙學常數」。也許有一些奇怪的能量流體充滿了空間。也許愛因斯坦的引力理論存在一些問題，而新理論可能包括某種創造宇宙加速的領域。理論家們仍然不知道正確的解釋是什麼，但是他們給了解決方案一個名字。它被稱為暗能量。
什麼是暗能量？
更多的是未知的。我們知道有多少暗能量，因為我們知道它如何影響宇宙的膨脹。除此之外，這是一個完全的迷。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 - 地球上的一切，我們所有儀器所觀察到的一切，都是正常的物質 - 加起來不到宇宙的5％。想想看，也許它根本不應該被稱為「正常」物質，因為它只是宇宙中的一小部分。
宇宙暗能量-1擴張宇宙，該圖顯示了自150億年前宇宙誕生以來的擴張速度的變化。曲線越淺，膨脹率越快。大約75億年前，當宇宙中的物體開始以更快的速度飛散時，曲線明顯變化。天文學家認為，更快的擴張速度是由於神秘的黑暗力量將星系拉開。
暗能量的一個解釋是它是空間的屬性。阿爾伯特愛因斯坦是第一個意識到空間並非空無一人的人。太空具有驚人的特性，其中許多剛剛開始被理解。愛因斯坦發現的第一個屬性是有可能存在更多的空間。然後是愛因斯坦引力理論的一個版本，其中包含宇宙學常數，做出第二個預測：「空白空間」可以擁有自己的能量。因為這種能量本身就是空間的屬性，所以當空間擴展時它不會被稀釋。隨著更多空間的出現，更多的這種空間能量將會出現。結果，這種形式的能量將導致宇宙更快更快地擴展。不幸的是，沒有人理解為什麼宇宙常數應該存在，更不用說為什麼它具有恰當的值來引起觀測到的宇宙加速度。
Dark Matter Core Defies解釋，該圖像顯示了暗物質，星系和熱氣體在合併星系團Abell 520的核心中的分布。結果可能對暗物質的基本理論提出挑戰。
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。在這個理論中，「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這將給空的空間多少能量時，答案出錯了 - 錯誤很多。這個數字太大了10 120次。這是一個1，後面有120個零。很難得到一個糟糕的答案。所以這個謎團還在繼續。
對暗能量的另一種解釋是，它是一種新的動力能量流體或場，是填充所有空間的東西，但是它對宇宙膨脹的影響與物質和正常能量相反。在希臘哲學家的第五個元素之後，一些理論家將這個「精華」命名為「精華」。但是，如果精華是答案，我們仍然不知道它是什麼樣的，它與之相互作用，或者它為什麼存在。所以這個謎團還在繼續。
最後一種可能性是愛因斯坦的引力理論不正確。這不僅會影響宇宙的膨脹，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：我們可以觀察星系如何聚集在一起。但如果事實證明需要一種新的引力理論，它會是什麼樣的理論呢？它如何正確地描述太陽系中物體的運動，正如愛因斯坦的理論所知，並且仍然給我們對宇宙所需要的不同預測？有候選理論，但沒有一個是引人注目的。所以這個謎團還在繼續。
在暗能量可能性 - 空間屬性，新的動態流體或新的引力理論 - 之間做出決定所需的東西是更多數據，更好的數據。
什麼是暗物質？
通過將宇宙成分的理論模型擬合到宇宙學觀察的組合中，科學家們提出了我們上面描述的成分，~68％暗能量，~27％暗物質，~5％正常物質。什麼是暗物質？
我們更確定暗物質不是我們的本質。首先，它是黑暗的，這意味著它不是我們看到的恆星和行星的形式。觀測表明，宇宙中的可見物質太少，無法彌補觀測所需的27％。其次，它不是正常物質的暗雲形式，物質由稱為重子的粒子組成。我們知道這一點，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，因為我們沒有看到反物質與物質湮滅時產生的獨特伽馬射線。最後，我們可以根據我們看到多少引力透鏡排除大型星系大小的黑洞。高濃度的物質會使遠離物體的光從附近彎曲，
阿貝爾2744：潘多拉的集群揭曉，在Abell 2744的新合成圖像中捕獲了所見星系團之間最複雜和最引人注目的碰撞之一。藍色顯示了總質量濃度（主要是暗物質）的圖。
然而，在這一點上，仍然存在一些可行的暗物質可能性。如果它們全部被棕色矮星或小塊密集的重元素捆綁在一起，重子物質仍可構成暗物質。這些可能性被稱為大型緊湊光暈對象或「 MACHOO 」。但最常見的觀點是暗物質根本不是重子，而是由其他更奇特的粒子組成，如軸或WIMPS（弱相互作用的大質量粒子）。
Dark Matter在Oddball Galaxy中失蹤，當他們發現星系NGC 1052-DF2時，研究人員感到驚訝，因為它的暗物質大部分（如果不是全部）都缺失了。