宇宙學中常說的質量缺失，就是暗物質問題，用暗物質理論去解決宇宙中那一部分能看見引力效果，但卻看不見的物質。有些人就會考慮，

既然它們看不見、摸不著，我們也無法感知到它，為什么這么堅信其存在，還花費時間去尋找它？為什么我們不著手去改變我們的理論呢？也就是提出一些新的替代方案或理論。

說真的，我們能想到的，科學家也想到了，也去這樣嘗試了。但是往往結果不那么令人滿意，怎么說呢？有種拆東墻補西墻的感覺，解決了質量缺失問題，缺帶來了其他更多，更大的問題。下面就說下，為什么堅信神乎其神的暗物質，而不去修改理論？

先將宇宙比作一塊蛋糕，我們如何去理解它

宇宙中包含了萬物，有看得見的看不見得，像極了一個非常復雜的蛋糕。今天的宇宙經過數十年的演化，其組成成分已經極其復雜。光看表面，我們是看不出來任何信息。

如果我們想看清楚這塊宇宙蛋糕的組成成分，就必須將蛋糕切開，從一個更深入角度來看待整個事情。只要我們有合適的工具，就可以對其一小部分進行復雜的研究，就能知道這塊蛋糕是由什么做的。

但是如果我們真的想要理解整個宇宙蛋糕，不僅僅要知道它里面有：面粉、餡料、果醬、奶油和糖霜，這些配料。還要知道它們是如何一步一步組合在一起的。

如果我們正確地理解了以上的信息，我們就應該能夠想出一個食譜來重新作出這個宇宙蛋糕，并且實驗和模擬應該能可靠地重現一個看起來、聞起來和嘗起來都和我們正在研究的這塊宇宙蛋糕完全一樣。

這正是人類的宇宙學正在做的事情。

我們根絕自己對宇宙的理解，可以去模擬一塊宇宙蛋糕

在過去的一個世紀里，人們對宇宙進行了非常深入的研究，我們現在不僅在宏觀層面上、還在非常復雜的細節上知道了宇宙的樣子。我們知道星系是如何在整個宇宙中分布的：它們是如何聚集在一起，形成星群、星系團、超星系團和絲狀狀結構。

我們還有很多其他關于宇宙的觀察數據，包括（但不限于）宇宙微波背景，碰撞的星系團，遙遠的Ia型超新星的亮度，輕元素豐度的測量，宇宙的哈勃膨脹率，恒星，星系和球狀星團的年齡限制，宇宙在大尺度上的各向同性和均勻性，以及在數十億光年范圍內觀測到的平坦度、溫度和密度均勻的特性。

如果我們真的了解了宇宙在過去發生什么，我們就能夠運用我們對物理定律的最好理解，從一些初始條件開始，然后運行一個模擬程序，就可以得出一個在宇宙學上與我們所觀察到的宇宙無法區分的模擬宇宙。意思就是說，我們知道了宇宙的成分，也知道了其發展的規律，我們就可以模擬一個與現實宇宙完全一樣的宇宙。這也是宇宙學研究的過程。

通過模擬，我們發現只要滿足以下要求，才能得出一個與真實的宇宙“蛋糕”一樣的蛋糕：

• 宇宙大爆炸由廣義相對論支配，
• 宇宙的總能量密度等于臨界密度，
• 大約4.5%的能量密度由正常物質(質子、中子和電子)組成，
• 少量的能量密度以輻射（光子）的形式存在，
• 另一小部分（不到1%，但可能多達0.3%）以中微子的形式存在，
• 約22%的能量密度以暗物質的形式存在
• 剩下多達73%的能量密度以暗能量的形式存在。

此外，還有一些遺留的謎題，例如：磁單極子，還有一些奇異粒子的消失，宇宙為何這么平坦、溫度這么均勻，則通過加入暴脹理論來解決這些問題，宇宙暴脹也作為了一種建立熱大爆炸的方式。

模擬雖然有瑕疵，但暗物質存在這是最好的結果

我們做出來的蛋糕看起來很不錯，但還是有一些需要調整的地方。有一些細節在小尺度上的結構與真實的宇宙不太匹配（比如，單個星系和更小的尺度）。還有一些最古老的球狀星團的年齡可能存在一些問題，它們看起來可能與宇宙年齡一樣古老，甚至比宇宙的年齡還大幾個百分點。

換句話說，我們已經得到了一個外觀搭配很好的蛋糕，但他的味道可能還有點欠缺，或者不夠甜。我們希望做出來的蛋糕再好一點，繼續完善這個宇宙蛋糕。

一直以來有很多替代模型的出現想來解決這個問題。它們確實夠甜，解決了部分問題。例如：想通過修正引力來解決暗物質問題。

但最大的問題是：它們解決了某些問題，但又帶來了更大的問題。通過這些宇宙模型，做出來的可能都不是一塊蛋糕。

暗物質真的存在嗎？或許我們不需要暗物質？所有暗物質的替代方案都面臨同樣的問題，它們解決了暗物質問題，蛋糕確實甜了，但新的問題又會接踵而來。

雖然我們現在確實可以做出宇宙這塊蛋糕，但還不是那么完美，在暗物質問題上還是有些瑕疵。我們除了知道暗物質的屬性（能量密度，引力相互作用，沒有強或電磁相互作用，高度受限的自我相互作用截面等等）以外，我們還不確定它是什么。但事實是：就我們目前所知道的，沒有暗物質，我們就不可能在宇宙中存在。

如果下次有人提出了另一種暗物質的解決方案，我們對它的審查是：看它能否重現整個宇宙，解釋目前所觀測到的一切現象：包括宇宙微波背景，觀察到的宇宙擴張速度，宇宙大規模結構和輕元素豐度。如果答案是肯定的，那么宇宙學將會有一個驚人的突破！