在宇宙中，你所看到的一切天体，即便它们再重，其质量加在一起也仅仅占据了宇宙的不到15%。而宇宙中85%以上的质量，都是暗物质。

暗物质提供了引力，将星系的天体约束在一起。甚至在宇宙的早期，星系也是在暗物质的束缚下形成的。然而，除了引力之外，暗物质几乎不与可见物质有任何直接的相互作用，这使得科学家没有办法直接对它进行观测，因此至今也没有人知道暗物质的本质是什么。

当然了，和可见物质一样，暗物质也是由基本粒子构成的。因此，科学家的首要目标，就是搞清楚构成暗物质的粒子，这将会有助于我们了解整个暗物质的特性及其在宇宙中扮演的重要角色。

最近，英国萨塞克斯大学物理学和天文学教授Xavier Calmet取得了一项重大的突破，他带领着自己的博士生Folkert Kuipers即将在下个月的《物理快报B》上正式介绍他们的研究成果。Calmet介绍，他们的工作进一步缩小了暗物质粒子的质量范围，这将有助于科学家们寻找这种神秘的粒子。

在此之前，科学家们已经对暗物质粒子的本质提出了多种猜想，其中有三种粒子的可能性比较高——

• 中微子：最初由泡利预言，在1958年正式被发现，几乎没有质量，但却是宇宙中第二多的粒子；
• 轴子：不仅可能是暗物质粒子的本质，还是大统一理论的希望，虽然仍停留在理论层面，但近些年来人类已经发现了轴子的痕迹；
• 弱相互作用大质量粒子：简称WIMPs，几乎完全存在于理论中，真正被发现的新闻非常少，只通过引力和弱核力进行相互作用。

除了它们之外，还有人提出过其他的粒子来解释暗物质。Calmet指出，想要缩小暗物质候选者的范围，通过实验研究来缩小暗物质粒子的质量范围就是一种有效的手段。那么，他们该怎么做呢？

正如我们反复介绍的，暗物质仅仅通过引力与可见物质发生相互作用。因此，引力也就成为了科学家们研究暗物质的主要手段。不仅如此，Calmet还利用了量子引力概念。顾名思义，量子引力是一种试图将量子力学和广义相对论相结合的理论，属于大统一理论的一部分，通过它对暗物质粒子质量进行约束，比单纯使用广义相对论要更精确一些。

我们知道，爱因斯坦的广义相对论对于研究天体物理学来说非常重要，突破了经典力学无法解释大质量天体和接近光速的速度的限制。而量子力学恰恰相反，是用来解释小得不能更小的量子世界所发生的神奇现象。二者都是当今物理学最高级的理论，但是在黑洞这样的极端环境中，二者之间的矛盾就会非常突出。