페리미터 연구소의 물리학자들이 자체 상호 작용 암흑 물질을 연구하기 위한 새로운 시뮬레이션 방법을 개발했습니다. 자체 상호 작용 암흑 물질은 일반 물질과는 상호 작용하지 않고 자체적으로 충돌하는 암흑 물질의 한 유형으로, 암흑 물질 헤일로 내에서 극적인 붕괴를 유발할 가능성이 있습니다. 2026년 1월 19일에 공개된 이 연구는 이러한 충돌이 암흑 물질 헤일로의 핵을 가열하고 밀도를 높여 은하 형성에 영향을 미치고 잠재적으로 블랙홀을 생성하는 방식에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

새로운 시뮬레이션 코드는 우주론적 모델링에서 중요한 과제인 자체 상호 작용 암흑 물질의 거동을 정확하게 나타내는 문제를 해결합니다. 이전에는 이러한 "중요한 중간 지점"의 거동을 시뮬레이션하는 것이 계산적으로 매우 어려웠습니다. 연구진에 따르면 새로운 코드는 속도와 정밀도를 위해 설계되었으며 표준 노트북에서 실행할 수 있을 만큼 접근성이 뛰어납니다.

우주 질량의 상당 부분을 차지하는 보이지 않는 물질인 암흑 물질은 거의 한 세기 동안 집중적인 과학적 탐구의 대상이었습니다. 암흑 물질의 존재는 보이는 물질에 미치는 중력 효과, 즉 은하와 우주의 대규모 구조를 형성하는 효과로부터 추론됩니다. 암흑 물질의 존재는 잘 확립되어 있지만, 정확한 본질은 여전히 미스터리입니다.

자체 상호 작용 암흑 물질 모델은 암흑 물질 입자가 서로 충돌할 수 있다고 제안합니다. 이는 암흑 물질 입자가 상호 작용을 거의 또는 전혀 하지 않는다고 가정하는 더 일반적으로 연구되는 "차가운 암흑 물질" 모델과는 다릅니다. 이러한 충돌은 은하를 둘러싸고 있는 광대하고 확산된 구조인 암흑 물질 헤일로 내에서 에너지를 재분배할 수 있습니다.

연구진에 따르면 자체 상호 작용에 의해 유발되는 암흑 물질 헤일로의 붕괴는 은하 형성에 심오한 영향을 미칠 수 있습니다. 헤일로 핵의 가열 및 밀도 증가는 은하 내 별의 분포에 영향을 미치고 잠재적으로 은하 중심에 초대질량 블랙홀을 형성할 수 있습니다.

이 새로운 시뮬레이션 도구의 개발은 암흑 물질의 복잡한 역학을 이해하는 데 중요한 진전입니다. 연구진은 자체 상호 작용 암흑 물질을 모델링하는 보다 정확하고 효율적인 방법을 제공함으로써 이 찾기 힘든 물질의 근본적인 속성과 우주를 형성하는 데 있어서의 역할을 밝히기를 희망합니다. 연구팀은 이 코드를 사용하여 더 광범위한 자체 상호 작용 시나리오를 탐색하고 시뮬레이션 결과를 망원경 및 기타 천문 기기의 관측 데이터와 비교할 계획입니다. 이러한 비교는 모델을 개선하고 잠재적으로 우주의 관측된 구조와 가장 잘 일치하는 특정 유형의 자체 상호 작용 암흑 물질을 식별하는 데 도움이 될 것입니다.