地球距离太阳1.5亿千米，以每秒29.78千米的速度公转，围绕太阳转一圈是1年；而距离太阳14亿千米的土星绕太阳一周则是30年，公转速度只有每秒6.81千米；海王星和冥王星转一圈竟是100多年，绕太阳旋转更慢。可见星球距离星系中心越近，所受引力越大，转动速度越快。人造地球卫星围绕地球转动也是这样。这是太阳系里的情况。那么亿万颗恒星组成的庞大的星系也应该是这样吧？科学家的确是这么认为的，因为星系中所有的恒星都在围绕着星系的中心旋转，越靠星系边缘的恒星受到的引力也是越小，肯定是靠近中心的恒星旋转速度最快，越靠外缘，旋转越慢。

　　可是观测结果却和人们的想法截然相反！星系最边缘的恒星并没有落后，而是比预料中的速度要快得多，若根据牛顿引力定律，这样的速度会让边缘的恒星从星系中飞出去，可这样的情况并没有发生，好像有一种我们看不见的无形的物质把这些恒星抓在一起，防止它们各自飞散。

　　另外，爱因斯坦告诉我们，光线在经过大质量天体附近时会弯曲，由于这一点，在地球上的我们看过去，很可能一颗星星就变成了许多星星，星星会出现许多虚像，星星的亮度也会增大许多，这就是广义相对论所预言的引力透镜效应，就像引力场具有凸透镜的聚焦作用，可以把一颗星发出的光收拢和聚集。现实确实如爱因斯坦所言，只是所观察到的引力透镜效应有时却出奇地强大，好像光线经过了质量非常大的天体周围，被弯曲得很厉害。可实际上天文观测却没有发现那个质量巨大的天体。

　　以上种种现象引发了科学家们的苦苦思索，为了解释这些现象，科学家推测星系中的恒星是埋没在我们看不见的冷暗物质中，就像太阳被球形光晕包围着一样，只是这种暗物质晕我们还无法探测。也许是暗物质提供了额外的引力，保证了边缘恒星的快速旋转，引发了光线产生较大的弯曲。

　　自此以后，人们开始忙于研究和寻找暗物质，但是自1933年暗物质被提出以来，经过了这么多年的研究，暗物质还是那么不可捉摸。人们通过各种类型的望远镜虽然观测到了许多原本没有发现的物质，但这些物质的质量显然太小，并不是科学家们所描述的弥漫于宇宙空间、支配星系运转的暗物质。而且暗物质的假设有很多漏洞，首先，暗物质到底是由什么粒子组成的，科学家想像不出来，这种物质没有体积，没有压强，难以捉摸。粒子物理学推延到各种极端情况下，会描述出极端条件下的许多奇异粒子，但在这些奇异粒子中也无法找到能够组成暗物质的什么粒子，可以说探测暗物质粒子的所有实验都没有成功过。对于暗物质还没有任何实际的对应粒子，它只是用来解释宇宙中的一些现象时引入的概念。