페리미터 연구소의 물리학자들이 자체 상호 작용 암흑 물질을 연구하기 위한 새로운 시뮬레이션 방법을 개발했습니다. 자체 상호 작용 암흑 물질은 일반 물질과는 상호 작용하지 않지만 자체적으로는 상호 작용하는 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 심지어 블랙홀을 생성하는 데 어떻게 기여할 수 있는지에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

새로운 시뮬레이션 코드는 이전 모델링 기능의 중요한 격차를 해결합니다. 연구진에 따르면 자체 상호 작용 암흑 물질의 거동, 특히 상호 작용 강도의 중요한 중간 지점을 정확하게 시뮬레이션하는 것은 이전에는 상당한 과제였습니다. 새로운 코드는 더 빠르고 정확하며 접근 가능하도록 설계되었으며, 심지어 표준 노트북에서도 실행할 수 있어 이 연구 분야를 더욱 널리 이용할 수 있게 되었습니다.

우주 질량의 상당 부분을 차지하는 보이지 않는 물질인 암흑 물질은 거의 한 세기 동안 우주론적 수수께끼였습니다. 그 존재는 가시 물질에 미치는 중력 효과를 통해 추론되지만, 그 정확한 본질은 여전히 알려지지 않았습니다. 암흑 물질의 거대한 구조인 암흑 물질 헤일로는 은하의 형성과 진화에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨집니다.

이 특정 유형의 암흑 물질의 자체 상호 작용 특성은 새로운 발견의 핵심입니다. 암흑 물질 입자가 매우 약하게 상호 작용한다고 가정하는 기존의 차가운 암흑 물질 모델과 달리, 자체 상호 작용 암흑 물질은 이러한 입자가 서로 충돌할 수 있다고 제안합니다. 이러한 충돌은 헤일로 내에서 에너지를 재분배하여 핵의 붕괴를 초래할 수 있습니다.

페리미터 연구소의 연구에 참여한 물리학자 중 한 명은 "암흑 물질 헤일로의 역학을 이해하는 것은 은하가 어떻게 형성되고 진화하는지 이해하는 데 매우 중요합니다."라며 "이 새로운 시뮬레이션을 통해 자체 상호 작용 암흑 물질의 효과를 전례 없는 수준으로 탐구할 수 있습니다."라고 말했습니다.

이 연구의 의미는 천체 물리학을 넘어 확장됩니다. 고급 시뮬레이션 기술의 개발은 기초 물리학 연구에서 인공 지능과 전산 모델링의 역할이 커지고 있음을 강조합니다. 쉽게 구할 수 있는 하드웨어에서 복잡한 시뮬레이션을 실행할 수 있는 능력은 최첨단 연구에 대한 접근성을 높여 과학적 발견을 가속화할 수 있습니다.

연구진은 새로운 시뮬레이션 코드를 사용하여 더 광범위한 시나리오를 조사하고 붕괴하는 암흑 물질 헤일로와 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀의 형성 사이의 잠재적 연관성을 탐구할 계획입니다. 또한 망원경에서 얻은 관측 데이터와 시뮬레이션 결과를 비교하여 자체 상호 작용 암흑 물질의 존재와 속성에 대한 추가 증거를 제공할 수 있는 추가 연구도 계획되어 있습니다.