普通物质是由多种原子组成的，而原子核中包含着质子和中子。原子核外面是高速旋转的电子，电子的数目等于质子数目，但原子被电离时有些电子会逃离。原子可以结合成分子，而分子可以结合成地球上的一切物质。由于原子可以发光，所以我们得知恒星的组成成分也是原子。不过，当天文学家研究更大的天体时，如星系外部或者星系团，他们发现发光气体和观测到的物质量无法将天体束缚住。因此，他们推测还存在一种物质，但由于太暗人们无法通过辐射观察到，这就是暗物质。

最新观测显示，物质和能量的总密度用平坦宇宙的临界值表示。在这个临界值中，3/1是物质，2/3是暗能量，但还不清楚它的本质特征。普通物质大约占据5%，而明亮恒星仅仅是0.5%。除了明亮恒星之外，普通物质在什么地方呢？对于不知所踪的普通物质而言，热星系气体可能是重要的候选者，Con-X将会检验这个猜测是否正确。暗物质的本质更是一个难解的谜团，因为它的组成成分不是原子。某些暗物质是由大爆炸遗留下来的中微子组成的。虽然无法确定它们占据的比例，但天体物理观测显示，中微子绝对不是暗物质的主要组成部分。大家猜测，其他暗物质是运动比较慢的粒子或者天体，所以被叫做“冷暗物质”。现代天体物理还不知道这种冷暗物质的本质特征。

宇宙的构成：宇宙中的物质和2/3的暗能量是未知的暗能量，这种暗能量导致宇宙的膨胀速度加快，而不是变慢。对于3/1的物质来说，主要是暗物质，我们推测它是由宇宙早期遗留下来的运动缓慢的粒子（冷暗物质）构成的。在总量中，普通物质占据5%，其中的10%是明亮恒星，所含的重元素（在周期表中，质量比较大的元素，如碳、氮、氧等）非常少。近几年的观测表明，中微子有质量，所以粒子暗物质的概念被加强，在宇宙中的份额类似于恒星。

引力透镜的观测能够显示暗物质的分布状况。当天文学家观察星系团中的暗物质分布或者星系周围的暗物质分布时，引力透镜是一个强有力的工具。在未来的几年中，LSST和其他望远镜进行大天区星系观测得到的数据，可以绘制出超团尺度暗物质的分布情况，这对于研究大尺度结构的增长有着重要作用。

理论学家推测，虽然MACHOs非常暗，无法通过辐射观察到，但借助于引力透镜能够观测到：当MACHOs在恒星附近经过时，背景恒星的光会变强。十几年前，有些探测小组发现了这个现象，与星系相比，透镜的质量太小了，所以叫做微透镜。人们还不清楚MACHOs的本质：它们是普通物质形成的恒星呢，还是陌生物质组成的天体呢？如果想要解决这个问题，必须测量出它们的准确质量，但现在无法做到这一点。最好的推测是，MACHOs的质量要稍微小于太阳的质量。如果能够求出由MACHOs成像的恒星的视运动，通过SIM或许可以确定MACHOs的质量。将微透镜含有的重要副产品研究透彻，包括用透镜观察到的恒星表面，通过微透镜可能观测到类似于地球大小的行星。

目前，我们还不知道MACHOs对银河系中的暗物质有什么作用。假如MACHOs的组成成分是普通物质，那么，它们无法解释在宇宙中广泛分布的暗物质的主体。这样一来，全世界的许多实验室都在尝试着寻找能够将银河系束缚住的粒子暗物质。美国正在进行两个重要项目：①致冷暗物质搜寻者Ⅱ，搜寻具有原子质量的粒子，这些粒子被称为中性伴随子；②轴子实验，搜寻一种非常轻的暗物质粒子，这种粒子被称为轴子。在超弦理论中，曾经预言了中性伴随子的存在，超弦理论尝试着将引力与其他自然力联系在一起。如果发现是中性伴随子或者轴子将银河系束缚住了，那么，不仅能够解决天体物理学中的暗物质问题，还为自然界中的基本力和粒子的统一奠定了基础。