滑铁卢圆周理论物理研究所的物理学家们开发出一种新的模拟方法，用于研究自相互作用暗物质——一种与自身碰撞但不与普通物质碰撞的暗物质，这种暗物质可能引发暗物质晕内的剧烈坍塌。这项于2026年1月19日公布的研究，为这些碰撞如何加热和致密化暗物质晕的核心，从而影响星系形成并可能播种黑洞提供了新的见解。

新的模拟代码解决了宇宙学建模中的一个关键缺口。此前，在弱相互作用和强相互作用之间的关键中间地带，精确模拟自相互作用暗物质的行为在计算上是令人望而却步的。圆周理论物理研究所的研究人员表示，改进后的代码速度更快、精度更高、更易于访问，甚至可以在标准笔记本电脑上运行。

暗物质是一种看不见的物质，约占宇宙质量的85%，近一个世纪以来一直是科学研究的重点。它的引力影响对于塑造星系和宇宙的大尺度结构至关重要，但其基本性质仍然是一个谜。自相互作用暗物质是一种被提出的解释，表明暗物质粒子可以通过引力以外的力相互作用。

这项研究的意义在于我们对星系形成和演化的理解。如果暗物质粒子可以碰撞并交换能量，它可能会改变暗物质晕的密度分布，而暗物质晕是星系形成的无形支架。这些变化反过来可能会影响星系内恒星和气体的分布。

“理解暗物质晕的动力学对于理解星系如何形成和演化至关重要，”参与这项研究的圆周理论物理研究所的一位物理学家说。“这种新的模拟使我们能够探索更广泛的可能性，并测试不同的暗物质模型。”

更准确地模拟这些相互作用的能力也对寻找暗物质本身具有重要意义。通过将这些模拟的预测与星系和星系团的观测结果进行比较，科学家们有可能约束暗物质粒子的性质，并缩小直接探测它们的范围。

这种新模拟代码的开发代表了暗物质研究领域的一个重大进步。它为探索自相互作用暗物质的复杂动力学及其对宇宙的影响提供了一个强大的工具。未来的研究将侧重于改进模拟，并将模拟的预测与观测数据进行比较，以进一步检验自相互作用暗物质的假设。研究人员计划公开该代码，以促进合作并加速该领域的进展。