滑铁卢大学周界理论物理研究所的物理学家们开发了一种新的模拟方法，用于研究自作用暗物质——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提供了新的见解，从而影响星系的形成，并可能为黑洞的形成提供种子。

新的模拟代码解决了宇宙学建模中的一个重大挑战：准确地表示自作用暗物质的行为。此前，模拟这种行为的“关键中间地带”在计算上是令人望而却步的。研究人员表示，新的代码设计注重速度和精度，使其足够易于访问，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，构成了宇宙质量的很大一部分，近一个世纪以来一直是科学界深入研究的对象。它的存在是通过它对可见物质的引力效应推断出来的，塑造着星系和宇宙的大尺度结构。虽然它的存在已被充分证实，但暗物质的精确性质仍然是一个谜。

自作用暗物质模型提出，暗物质粒子可以相互碰撞，这与更常被研究的“冷暗物质”模型不同，后者假设暗物质粒子即使有相互作用，也只是微弱的相互作用。这些碰撞可以重新分配暗物质晕内的能量，暗物质晕是环绕星系的巨大而弥散的结构。

研究人员表示，由自作用驱动的暗物质晕的坍塌，可能对星系的形成产生深远的影响。晕核的加热和致密化可能会影响星系内恒星的分布，并可能导致星系中心超大质量黑洞的形成。

这种新模拟工具的开发代表着在理解暗物质复杂动力学方面向前迈出的重要一步。通过提供一种更准确和高效的方式来模拟自作用暗物质，研究人员希望能够阐明这种难以捉摸的物质的基本属性及其在塑造宇宙中的作用。该团队计划使用该代码来探索更广泛的自作用场景，并将模拟结果与来自望远镜和其他天文仪器的观测数据进行比较。这种比较将有助于完善模型，并可能确定与观测到的宇宙结构最匹配的特定类型的自作用暗物质。