Физики из Института Периметр разработали новый метод моделирования для изучения самовзаимодействующей темной материи, типа темной материи, которая сталкивается сама с собой, но не с обычным веществом, что потенциально приводит к драматическим коллапсам внутри гало темной материи. Это исследование, представленное 19 января 2026 года, предлагает новый взгляд на то, как эти столкновения могут нагревать и уплотнять ядра гало темной материи, влияя на формирование галактик и, возможно, даже зарождая черные дыры.

Почти столетие темная материя была значительной загадкой в космологии, ее присутствие предполагается по ее гравитационному воздействию на видимую материю. Новое моделирование устраняет критический пробел в понимании поведения самовзаимодействующей темной материи, которую ранее было трудно точно моделировать. По словам исследователей из Института Периметр, новый код делает эти симуляции быстрее, точнее и доступнее, позволяя даже запускать их на стандартном ноутбуке.

Моделирование позволяет ученым исследовать «золотую середину» поведения темной материи, где взаимодействия не настолько слабы, чтобы не оказывать эффекта, и не настолько сильны, чтобы их было легко моделировать. Моделируя эти взаимодействия, исследователи могут наблюдать, как частицы темной материи сталкиваются и передают энергию, что приводит к коллапсу гало темной материи. Этот коллапс нагревает ядро гало, увеличивая его плотность и потенциально влияя на формирование галактик внутри него.

Последствия этого исследования распространяются на наше понимание крупномасштабной структуры Вселенной и формирования небесных объектов. Если самовзаимодействующая темная материя действительно может вызывать коллапс гало темной материи, это может объяснить некоторые наблюдаемые свойства галактик, которые трудно согласовать со стандартными моделями темной материи. Кроме того, повышенная плотность в ядрах гало может создать необходимые условия для образования сверхмассивных черных дыр, что является давней загадкой в астрофизике.

Разработка этого нового кода моделирования представляет собой значительный прогресс в области исследований темной материи. Предоставляя более точный и доступный инструмент для моделирования самовзаимодействующей темной материи, он открывает новые возможности для изучения природы этого таинственного вещества и его роли в формировании космоса. Будущие исследования, вероятно, будут сосредоточены на уточнении моделирования и сравнении его предсказаний с наблюдательными данными для дальнейшей проверки гипотезы о самовзаимодействующей темной материи.