推动人们对“暗物质可能会更有生气”产生预期的，与其说是天文学研究，倒不如说是对原子内部运作机制和亚原子粒子微观世界的细致探索。粒子物理学家有这样一个传统：能够在已知物质的行为当中看出未知物质形式的蛛丝马迹。他们的证据提供了完全独立于宇宙中异常运动的另一条线索。对于暗物质而言，这条思路最早可以追溯到20世纪初放射性β衰变的发现。为瞭解释放射性β衰变这种现象，当时的意大利理论学家恩里科·费米(Enrico Fermi)假定，自然界中存在一种新的作用力和一类新的作用力传递粒子，是它们导致了原子核的衰变。新的作用力类似于电磁力(electromagnetism)，新的粒子则类似于光子(photon)——不过有一点不同，而且至关重要。光子没有质量，因而运动能力超强，费米却主张这些新粒子必须很重。它们的质量会限制它们的活动范围，这样才能解释为什么这种作用力能够导致原子核分裂，却无法在其他情况下被人察觉。为了能够再现出观测到的放射性同位素的半衰期(half-life)，这些新粒子必须相当重——大约是质子质量的100倍，换算成粒子物理学里的标准单位，就是大约100GeV(十亿电子伏特)。这种新的作用力现在被称为弱核力(weak nuclear force)，假想中的弱核力传递粒子则是W粒子和Z粒子，已经在20世纪80年代被人发现。它们本身并不是暗物质，但它们的性质暗示了暗物质的存在。按照粒子物理学家的经验来推测，它们不应该有这么重才对。这么大的质量暗示，有东西在对它们施加影响——新的粒子导致它们承担了更多的质量，就好像一位朋友老是诱惑你再多吃一块蛋糕一样。大型强子对撞机(Large Hadron Collider，LHC)的一项任务就是要寻找这些粒子，它们的质量应该跟W粒子和Z粒子的质量相当。事实上，物理学家认为排着队等待被发现的粒子或许多达好几十种——按照所谓的超对称(supersymmetry)原理，每种已知粒子都有一种未知粒子与它对应。在这些假想的粒子当中，有一大类被统称为弱相互作用大质量粒子(weakly interacting massive particle，WIMP)。之所以起这个名字，是因为这些粒子只通过弱核力发生相互作用。由于跟主宰着日常世界的电磁力完全“绝缘”，这些粒子根本是看不见的，也几乎不会对普通粒子产生任何直接的影响。因此，它们成了宇宙中暗物质的完美候选者。

不过，这些粒子能否真正解释暗物质，还取决于它们的数量有多少。而这，正是粒子物理学观点真正吸引眼球之处。与其他任何种类的粒子一样，WIMP粒子也是在宇宙大爆炸的“烈焰”中产生的。在宇宙的极早期，高能粒子碰撞既能创造WIMP粒子，也能摧毁WIMP粒子，因而在任意时刻，都会有一定数量的WIMP粒子存在。这一数量会随时间而变，具体取决于受宇宙膨胀驱动的两个相互抵触的效应。第一个效应是宇宙这锅“原汤”的冷却，这会降低可用于产生WIMP粒子的能量，因此它们的数量会减少。第二个效应是粒子的稀释，这会降低粒子碰撞发生的频率，直到碰撞实际上不再发生为止。到了此时，也就是大爆炸后大约10纳秒(nanosecond，十亿分之一秒)，WIMP粒子的数量便被冻结了下来。宇宙不再拥有创造WIMP粒子所需的高能量，也不再具备摧毁它们所需的高密度。

根据WIMP粒子的预期质量以及它们的相互作用强度(这决定了它们彼此湮灭的发生频率)，物理学家很容易就能计算出应该会有多少WIMP粒子被保留下来。令人惊讶的是，这样计算出来的 WIMP粒子数量不多不少，在质量和相互作用强度的估算精度之内，刚好能够解释今天宇宙中的暗物质。如此不同寻常的吻合，被科学家称为“WIMP巧合”(WIMP coincidence)。为解决粒子物理学领域的百年难题而被提出的粒子，就这样干净利落地解释了宇宙学的观测事实。

这条证据链同样暗示，WIMP粒子几乎不发生相互作用。简单估算一下就能够预言，从你开始阅读这篇文章时算起，已经有将近十亿个这样的粒子从你的身体里穿过，除非你极其幸运，否则不会有任何一个粒子产生任何可以识别的影响。平均需要一年的时间，你才有可能遇到一个 WIMP粒子，被你细胞里的原子核散射，释放出极其微弱的能量。为了有希望检测到这样的事件，物理学家建起了粒子探测器，长期监测大量的液体或者其他物质。天文学家还在寻找星系中的辐射爆发现象，这可能标志着在星系中盘旋的 WIMP粒子发生了罕见的碰撞及湮灭事件。寻找WIMP粒子的第三种方法，则是在地球上的实验室里尝试着去合成它们。

著名的子弹星系团是天文学家手中最令人信服的暗物质证据之一。它实际上是一对相撞的星系团。碰撞并没有影响星系里的恒星(可见光图像)，因为在星系团尺度下，恒星实在是太小了，但星际气体云狠狠地撞在了一起，释放出X射线(粉色)。暗物质(蓝色)的引力扭曲了背景天体发出的光，暴露了它自身的存在。暗物质与恒星依然交融在一起——表明不论是什么粒子构成了暗物质，它们都非常不喜欢发生相互作用。制条件，排除了一大类理论模型。尽管这些观测结果“毫无结果”，但理论上存在一个复杂暗宇宙的情形现在已经深入人心，以至于许多科学家认为，如果真的证明暗物质不过是一团团毫无差别的WIMP粒子，反倒会令人大跌眼镜。毕竟，可见物质由一大堆各种各样的粒子构成，发生着由更深层次优美对称原理决定的多种相互作用，没有迹象表明，暗物质和暗能量会有任何不同。我们或许不会遇到暗恒星、暗行星或者暗人类，但就像我们很难想像没有了海王星、冥王星(Pluto)和一大堆更偏远天体的太阳系会是一个完整的太阳系一样，或许有朝一日，我们也将很难想像没有一个错综复杂而且令人着迷的暗世界的宇宙会是一个完整的宇宙。