Физики из Института Периметра разработали новый метод моделирования для изучения самовзаимодействующей темной материи, типа темной материи, которая сталкивается сама с собой, но не с обычным веществом, потенциально вызывая драматические коллапсы внутри гало темной материи. Это исследование, представленное 19 января 2026 года, предлагает новые сведения о том, как эти столкновения могут нагревать и уплотнять ядра гало темной материи, влияя на формирование галактик и потенциально зарождая черные дыры.

Новый код моделирования решает важную задачу в космологическом моделировании: точное представление поведения самовзаимодействующей темной материи. Ранее моделирование этого "важнейшего промежуточного звена" поведения было вычислительно непомерно сложным. По словам исследователей, новый код разработан для скорости и точности, что делает его достаточно доступным для запуска на стандартном ноутбуке.

Темная материя, невидимая субстанция, составляющая значительную часть массы Вселенной, является предметом интенсивных научных исследований на протяжении почти столетия. О ее существовании судят по гравитационному воздействию на видимую материю, формирующему галактики и крупномасштабную структуру космоса. Хотя ее присутствие хорошо установлено, точная природа темной материи остается загадкой.

Модель самовзаимодействующей темной материи предполагает, что частицы темной материи могут сталкиваться друг с другом, в отличие от более распространенной модели "холодной темной материи", которая предполагает, что частицы темной материи взаимодействуют слабо или не взаимодействуют вообще. Эти столкновения могут перераспределять энергию внутри гало темной материи, огромных, диффузных структур, окружающих галактики.

По словам исследователей, коллапс гало темной материи, вызванный самовзаимодействиями, может иметь серьезные последствия для формирования галактик. Нагрев и уплотнение ядер гало может повлиять на распределение звезд внутри галактик и потенциально привести к образованию сверхмассивных черных дыр в их центрах.

Разработка этого нового инструмента моделирования представляет собой значительный шаг вперед в понимании сложной динамики темной материи. Предоставляя более точный и эффективный способ моделирования самовзаимодействующей темной материи, исследователи надеются пролить свет на фундаментальные свойства этого неуловимого вещества и его роль в формировании Вселенной. Команда планирует использовать код для изучения более широкого спектра сценариев самовзаимодействия и сравнить результаты моделирования с данными наблюдений с телескопов и других астрономических инструментов. Это сравнение поможет уточнить модель и потенциально определить конкретный тип самовзаимодействующей темной материи, который лучше всего соответствует наблюдаемой структуре Вселенной.