现有天文观测证明宇宙中大部分物质是不可见的,甚至不是构成一般天体(恒星、星云、行星等)及地球生命的重子物质。星系及星系团中的主要物质是“暗物质”,而主导整个宇宙的是“暗能量”。由于宇宙中的星体距离太遥远,而现有天文观测仍然不十分精细,我们只能通过暗能量及暗物质的一些间接观测效应(如星系旋转曲线及宇宙加速膨胀)来推测出它们的大概性质。到目前为止我们不知道它们到底由什么构成,在粒子物理中我们也没有找到与之相应的场或粒子。所以暗物质与暗能量的发现是现代物理的问题同时也是巨大的机遇。　　 本文首先介绍了暗物质及暗能量的历史,它们的天文观测及各种已知性质。我们着重给出了几个最流行的解释和描述暗能量及暗物质观测效应的理论,如冷暗物质模型、MOND、宇宙常数及精质模型(Quintessence)。我们还介绍了许多试图统一暗能量与暗物质的模型及研究。这类理论认为暗能量与暗物质源于同一种场或粒子,只是它在不同的宇宙尺度有不同的性质。最简单的就是源于一个一般的标量场。但无论是作为暗能量还是作为暗物质,最小耦合标量场都有很严重的问题。　　 本文的主要目的就是试图利用标量张量场来统一暗能量及暗物质。在暗能量部分,已经证明标量张量场能够很好地解决一般标量场所存在的问题。所以本文主要研究利用标量张量场来作为星系中暗物质的可能。我们发现标量张量场不仅能很好地得到与观测一致的星系旋转曲线,而且还能得到与曲率标量耦合部分F(φ)的具体形式。这个结果在利用标量张量场来模拟暗能量时同样适用。