Karta över all materia - varav de flesta är osynlig mörk materia - mellan jorden och kanten av det observerbara universum. Upphovsman:ESA/NASA/JPL-Caltech, CC BY
De senaste decennierna har inlett en fantastisk tid inom kosmologiska vetenskapen. En mångfald av högprecisionsmätningar har gjort det möjligt för oss att rekonstruera vårt universums historia i anmärkningsvärda detaljer.
Och när vi jämför olika mätningar - av universums expansionshastighet, ljusmönstren som frigörs vid bildandet av de första atomerna, fördelningarna i rymden av galaxer och galaxkluster och överflöd av olika kemiska arter - vi finner att de alla berättar samma historia, och alla stöder samma serie händelser.
Denna forskning har, uppriktigt sagt, varit mer framgångsrika än jag tror att vi hade någon rätt att hoppas. Vi vet mer om vårt universums ursprung och historia idag än nästan någon för några decennier sedan skulle ha gissat att vi skulle lära oss på så kort tid.
Men trots dessa mycket stora framgångar, det återstår mycket mer att lära. Och på vissa sätt, de upptäckter som gjorts under de senaste decennierna har väckt lika många nya frågor som de har besvarat.
En av de mest irriterande får kärnan i vad vårt universum faktiskt består av. Kosmologiska observationer har bestämt medeltätheten i vårt universum till mycket hög precision. Men denna densitet visar sig vara mycket större än vad som kan redovisas med vanliga atomer.
Astronomer kartlägger indirekt mörk materia, genom sin dragkraft på andra föremål. Upphovsman:NASA, ESA, och D. Coe (NASA JPL/Caltech och STScI), CC BY
Efter årtionden av mätningar och debatt, vi är nu övertygade om att den överväldigande majoriteten av vårt universums materia - cirka 84 procent - inte består av atomer, eller av något annat känt ämne. Även om vi kan känna gravitationstrycket av denna andra sak, och tydligt berätta att det är där, vi vet helt enkelt inte vad det är. Det här mystiska är osynligt, eller i alla fall nästan så. I brist på ett bättre namn, vi kallar det "mörk materia". Men att namnge något är väldigt annorlunda än att förstå det.
Nästan så länge vi vet att mörk materia existerar, fysiker och astronomer har tagit fram sätt att försöka lära sig vad den består av. De har byggt ultrakänsliga detektorer, utplacerad i djupa underjordiska gruvor, i ett försök att mäta de mjuka effekterna av enskilda partiklar av mörk materia som kolliderar med atomer.
De har byggt exotiska teleskop - känsliga inte för optiskt ljus utan för mindre välbekanta gammastrålningar, kosmiska strålar och neutrinoer-för att söka efter den högenergistrålning som man tror genereras genom interaktioner mellan partiklar i mörk materia.
Och vi har sökt efter tecken på mörk materia med otroliga maskiner som accelererar partiklar - vanligtvis protoner eller elektroner - upp till högsta möjliga hastighet, och krossa dem sedan i varandra i ett försök att omvandla sin energi till materia. Tanken är att dessa kollisioner kan skapa nya och exotiska ämnen, kanske inklusive de typer av partiklar som utgör vårt universums mörka materia.
Experiment på CERN försöker nolla in på mörk materia - men än så länge inga tärningar. Upphovsman:CERN, CC BY-ND
Så sent som för ett decennium sedan, de flesta kosmologer - inklusive jag själv - var rimligt säkra på att vi snart skulle börja lösa pusslet om mörk materia. Trots allt, det fanns ett ambitiöst experimentprogram på horisonten, som vi förväntade oss skulle göra det möjligt för oss att identifiera ämnets natur och börja mäta dess egenskaper. Detta program inkluderade världens mest kraftfulla partikelaccelerator - Large Hadron Collider - samt en rad andra nya experiment och kraftfulla teleskop.
Men saker och ting blev inte som vi hade förväntat oss. Även om dessa experiment och observationer har utförts lika bra eller bättre än vi kunde ha hoppats, upptäckterna kom inte.
Under de senaste 15 åren har till exempel, experiment avsedda att upptäcka enskilda partiklar av mörk materia har blivit en miljon gånger känsligare, och ändå har inga tecken på dessa svårfångade partiklar dykt upp. Och även om Large Hadron Collider av alla tekniska standarder har presterat vackert, med undantag för Higgs boson, inga nya partiklar eller andra fenomen har upptäckts.
Mörk materiens envisa grymhet har lämnat många forskare både förvånade och förvirrade. Vi hade det som verkade som mycket goda skäl att förvänta oss att partiklar av mörk materia nu skulle upptäckas. Och ändå fortsätter jakten, och mysteriet fördjupas.
På Fermilab, Cryogenic Dark Matter Search använder torn av diskar tillverkade av kisel och germanium för att söka efter partikelinteraktioner från mörk materia. Upphovsman:Reidar Hahn/Fermilab, CC BY
På många sätt, vi har bara mer öppna frågor nu än för ett decennium eller två sedan. Och ibland, det kan tyckas att ju mer exakt vi mäter vårt universum, ju mindre vi förstår det. Under andra halvan av 1900 -talet, teoretiska partikelfysiker var ofta mycket framgångsrika i att förutsäga vilken typ av partiklar som skulle upptäckas när acceleratorer blev allt starkare. Det var en riktigt imponerande körning.
Men vår förutfattning verkar ha tagit sitt slut-de långspådda partiklarna i samband med våra favorit- och mest välmotiverade teorier har envist vägrat att dyka upp. Kanske är upptäckten av sådana partiklar precis runt hörnet, och vårt förtroende kommer snart att återställas. Men just nu, det verkar finnas lite stöd för sådan optimism.
Som svar, massor av fysiker går tillbaka till sina svarta tavlor, ompröva och revidera sina antaganden. Med skadade egon och lite mer ödmjukhet, vi försöker desperat hitta ett nytt sätt att förstå vår värld.
Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.