在研究暗物质的时候,科学家要处理一个非常重要的条件:如何研究这种看不见,但同时又占到其他一切物质质量85%的东西?一种明显的现代方法是使用计算机模拟。几年前,哈佛大学的专家在启动其中一个项目时取得了不同寻常的成果。

人们认为暗物质聚集在一起形成了星系团的种子。它还经常在星系周围形成光晕,这占了星系质量的很大一部分。根据最广为流传的理论之一,暗物质由质量比质子大 100 倍的弱相互作用粒子 (WIMP) 组成。
但有关暗物质仍有许多未解问题,因此天文学家经常开发新的模型,比较观测结果以检查其准确性。在运行 WIMP 模拟时,研究人员将分辨率设置为高,这导致了一些有趣的发现。

在这个模拟中,暗物质不仅在星系周围的光晕中形成。但有趣的是,我们发现光晕效应在所有大尺度上都会发展,从小行星质量光晕到星系团周围的光晕。它们具有相似的结构,向中心压缩,向边缘分散。这种情况发生在各个层面,这一事实使这一特征成为暗物质的明显特征。
小尺度光晕太小,无法通过其对光线的引力作用探测到,但它们可以告诉我们暗物质如何与自身相互作用。有一种理论认为,当暗物质粒子碰撞时,它们会发射伽马辐射。一些观测暗示来自我们星系中心的伽马射线过多,这可能是由暗物质引起的。

由于光晕的规模会影响伽马射线的能谱,该模型对我们应该在银河系和其他星系中看到的伽马射线过量做出了具体的预测。
暗物质仍然是现代天文学中最大的未解难题之一。物理学家正在尝试找到直接观察它的方法,但迄今为止还没有成功;计算机模拟实验是研究这种物质最有力的工具。