البروتونات وأنوية الذرات العادية هي أساس كل أشكال «المادة الساطعة» التي تظهر في جميع مشاهداتنا الفلكية. ومع ذلك، فإن حركة المجرات الحلزونية مثلا، تبين أن المادة الساطعة المرصودة لا تفسّر وحدها قوة الجذب المؤثرة على هذه المجرات. إن أكثر من 90 بالمائة من المادة لم يُرصد بعد، ويبدو أن الكون الذي نراه بواسطة إشعاعاته الكهرومغناطيسية أقل بكثير في الحجم من تلك المادة المظلمة الغامضة التي لا تظهر مطلقا على أي طول موجي في تليسكوباتنا.

لو أن هناك وجودًا لـ «أجرام الهالة الهائلة المضغوطة»، التي يمكن أن تَكُون أجراما في حجم كوكب المشتري، لكنها ليست كبيرة بما يكفي كي تكون نجوما ساطعة أو ثقوباً سوداء؛ فسيكون من الممكن رصدها من خلال التقاط صور ثنائية أو متعددة أو المجرات البعيدة، وذلك بفضل تأثير عدسة الجاذبية، إلا أن البحث بهذه الوسيلة لم يتمخض بعد عن عدد كافٍ من أجرام الهالة الهائلة المضغوطة بحيث يفسر المقدار الهائل من المادة السوداء التي يبدو أن الكون يحتوي عليها؛ ولهذا تحول الفيزيائيون الفلكيون وعلماء الكونيات إلى فيزياء الجسيمات للحصول على المزيد من الفكر.

من الأفكار المحتملة المثيرة للاهتمام فكرة أن المادة المظلمة قد تتكون من كميات هائلة من الجسيمات دون الذرية التي لا تتفاعل تفاعلا كهرومغناطيسيا (وإلا لكنَّا رصدنا الإشعاع الكهرومغناطيسي الصادر عنها). أحد الجسيمات المرشحة بقوة هو النيوترينو، الذي يمكن أن تتسبب كتلته الطفيفة، لكن غير الصفرية، في جعل سحب

ضخمة من هذا الجسيم يجذب بعضُها بعضًا وتساعد على البدء في تكوين المجرات. في الحقبة المبكرة من عمر الكون، كان من شأن هذه النيوترينوات أن تتحرك بنشاط فائق، بحيث تضاهي سرعتها سرعة الضوء. وفق المصطلحات المتخصصة تُوصَف هذه الكيانات الطائرة بصفة «الحارة»، وتظهر عمليات المحاكاة الحاسوبية لتطور المجرات في كون مليء بهذه المادة السوداء الحارة أن المجرات تتكون في عناقيد كثيفة ذات فراغات كبيرة فيما بينها، ذلك لا تبدو النماذج الحاسوبية للكون مشابهةً لما يرصده ومع الفلكيون في الواقع.

كان تطور المجرات سيسير على نحو مختلف تمامًا لو أن هذه المادة السوداء تكونت من جسيمات ضخمة بطيئة الحركة، ومن ثَمَّ «باردة». مشكلة هذا الطرح هي أنه لا وجود لمثل هذه الكيانات في النموذج المعياري؛ لذا إذا كان هذا هو حل مشكلة المادة المظلمة، فمن شأنه أن يستدعي سؤالاً آخَر ما. هي هذه الجسيمات؟

يأخذنا هذا إلى الأفكار الحالية بشأن ما يكمن خلف النموذج المعياري تطرح إحدى النظريات المفضلة فكرةً وجود جسيمات «فائقة التناظر»، وأخف هذه الجسيمات يتضمن أشكالاً لا تستجيب للقوة الكهرومغاطيسية أو القوة الشديدة، لكن يمكن أن تكون أثقل بمئات المرات من البروتونات. قد تملك التصادمات التي تحدث في أعلى معجلات الجسيمات طاقة وتحديدا المعجل تيفاترون في مختبر فيرميلاب ومصادم الهادرونات الكبير في سيرن الطاقة الكافية لإنتاج هذه الجسيمات، وإذا تم العثور على مثل هذه الجسيمات، فسيكون التحدي هو دراسة خصائصها تفصيلا، وتحديدًا معرفة ما إذا كان بإمكانها أن تكون عناقيد كبيرة الحجم من المادة المظلمة في الحقبة المبكرة من عمر الكون.