所有已知行星都严格地遵守着这些定律，几百年来毫无偏差。但1781年发现的天王星成了一个例外。这个新发现的行星在椭圆形轨道上围绕太阳运行时，其运行的速度与引力定律的预测相比似乎出错了。天王星在其被发现后的首个20年内跑得过快。虽然在随后的20至25年内，速度与预测相符，但接下去天王星就又越跑越慢，根本达不到预测的数值。是引力定律错了吗?可能。但更简单的解释是有我们没有发现的物质——某种“暗”物质——在影响着天王星，使其轨道发生偏移。结果证明的确如此。Urbain Le Verrier和John Couch Adams两位学者对这颗新行星作出了各自的预测，他们之间还爆发了论战。然后，Johann Galle和他的助手Heinrich d’Arrest，于1846年9月23日证实了Le Verrier的预测。海王星被发现了。它是首个通过引力影响推算出来的天体。而在另一边，是太阳系最内侧的行星——水星。积累了几个世纪的数据提升了天文学家的观测精度，人们从中发现，这个行星的轨道不但也违反了引力定律，而且更为奇怪。根据开普勒定律，行星的轨道都是完美的椭圆，太阳则位于其中一个焦点。但由于其它天体的干扰和影响，这个椭圆实际上并不完美，而是会发生进动。
人们根据牛顿的引力定律，把所有已知行星(包括海王星)，以及地球的分点岁差影响加起来。结果发现，理论的预测与实际观测结果存在着差异——大约是每100年相差43″。差异虽然细微，但绝非偶然。这次又当如何解释?是水星轨道内部存在看不到的质量?还是引力定律的固有缺陷?人们用尽各种方法，在无比靠近太阳的地方寻找新行星——火神星。但一无所获，火神星并不存在。解决方案直到1915年才姗姗来迟。那一年，爱因斯坦发表了他的《广义相对论》。
时间快进到1970年代，科学的观测方法在Vera Rubin的引领下有了飞跃。我们已经可以通过观测单个星系——尤其是侧对着我们的星系——来测量它们的自转速度。持续旋转的星系一侧面对我们而来，会产生蓝移;另一侧背对我们而去，会产生红移。我们原本希望能够发现和太阳系类似的情况——越靠内，恒星的运动速度越快。但结果再次出人意料。无论离开中心有多远，星系各部分的自转速度都是一个常数。什么原因?同样有两种可能——要么引力定律需要完善，要么我们必须假设存在一种看不见的质量。
