Physiker am Perimeter Institute haben eine neue Simulationsmethode entwickelt, um selbstwechselwirkende Dunkle Materie zu untersuchen, eine Art Dunkle Materie, die mit sich selbst kollidiert, aber nicht mit gewöhnlicher Materie, was potenziell zu dramatischen Kollapsen innerhalb von Dunkle-Materie-Halos führen kann. Diese Forschung, die am 19. Januar 2026 vorgestellt wurde, bietet eine neue Perspektive darauf, wie diese Kollisionen die Kerne von Dunkle-Materie-Halos aufheizen und verdichten könnten, was die Galaxienentstehung beeinflusst und möglicherweise sogar Schwarze Löcher hervorbringt.

Seit fast einem Jahrhundert ist Dunkle Materie ein bedeutendes Rätsel in der Kosmologie, deren Vorhandensein durch ihre gravitativen Auswirkungen auf sichtbare Materie erschlossen wird. Die neue Simulation schließt eine entscheidende Lücke im Verständnis des Verhaltens von selbstwechselwirkender Dunkler Materie, das bisher nur schwer genau zu modellieren war. Laut Forschern am Perimeter Institute macht der neue Code diese Simulationen schneller, präziser und zugänglicher und ermöglicht es sogar, sie auf einem Standard-Laptop auszuführen.

Die Simulation ermöglicht es Wissenschaftlern, das "Mittelfeld" des Dunkle-Materie-Verhaltens zu erforschen, in dem die Wechselwirkungen weder zu schwach sind, um eine Wirkung zu haben, noch so stark, dass sie leicht modelliert werden können. Durch die Simulation dieser Wechselwirkungen können Forscher beobachten, wie Dunkle-Materie-Teilchen kollidieren und Energie übertragen, was zum Kollaps von Dunkle-Materie-Halos führt. Dieser Kollaps erhitzt den Kern des Halos, erhöht seine Dichte und beeinflusst möglicherweise die Entstehung von Galaxien in ihm.

Die Auswirkungen dieser Forschung reichen bis zu unserem Verständnis der großräumigen Struktur des Universums und der Entstehung von Himmelsobjekten. Wenn selbstwechselwirkende Dunkle Materie tatsächlich den Kollaps von Dunkle-Materie-Halos auslösen kann, könnte dies bestimmte beobachtete Eigenschaften von Galaxien erklären, die mit Standardmodellen der Dunklen Materie schwer in Einklang zu bringen sind. Darüber hinaus könnte die erhöhte Dichte in den Halo-Kernen die notwendigen Bedingungen für die Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher schaffen, ein seit langem bestehendes Rätsel in der Astrophysik.

Die Entwicklung dieses neuen Simulationscodes stellt einen bedeutenden Fortschritt auf dem Gebiet der Dunkle-Materie-Forschung dar. Indem sie ein genaueres und zugänglicheres Werkzeug zur Modellierung selbstwechselwirkender Dunkler Materie bereitstellt, eröffnet sie neue Wege, um die Natur dieser mysteriösen Substanz und ihre Rolle bei der Gestaltung des Kosmos zu erforschen. Zukünftige Forschung wird sich wahrscheinlich auf die Verfeinerung der Simulation und den Vergleich ihrer Vorhersagen mit Beobachtungsdaten konzentrieren, um die Hypothese der selbstwechselwirkenden Dunklen Materie weiter zu testen.