Учёные разработали новый инструмент для моделирования темной материи

Исследовательская команда из Университета Южной Калифорнии, Калифорнийского университета в Сан-Диего, Обсерватории Карнеги и других научных учреждений представила новый продвинутый инструмент моделирования темной материи под названием COZMIC (Cosmological Zoom-in Simulations with Initial Conditions beyond Cold Dark Matter). Этот проект позволяет создавать компьютерные двойники галактик, подобных Млечному Пути, и исследовать различные характеристики невидимой субстанции.

COZMIC впервые предоставляет возможность прямого сравнения влияния различных гипотез о природе темной материи на галактическую структуру. В ходе серии вычислительных экспериментов на суперкомпьютерах команда протестировала несколько альтернативных моделей. Исследователи исследовали взаимодействие частиц с барионной материей в ранней Вселенной, а также рассматривали темную материю с внутренними силами и состоящую из различных компонентов.

В каждой модели изменялись масса, скорость и способность частиц взаимодействовать как между собой, так и с обычным веществом. Такой подход позволил получить разнообразные структуры галактик, что было сопоставлено с астрономическими наблюдениями. Особое внимание было уделено карликовым галактикам, которые считаются наиболее чувствительными к микрофизике темной материи и служат полигоном для верификации теорий.

По словам руководителя проекта Веры Глушевич, одной из ключевых задач проекта является преодоление ограничений стандартной модели, в рамках которой темная материя рассматривается как холодная и инертная. Благодаря новым симуляциям, исследователи смогли смоделировать реалистичные галактики при различных физических законах и сопоставить результаты с наблюдениями астрономов.

Следующим этапом работы станет детальное сопоставление симуляций с наблюдаемыми звездными системами для выявления характерных различий и маркеров конкретных моделей темной материи. Эти попытки могут значительно приблизить ученых к пониманию природы субстанции, составляющей 85% космической материи, и её роли в формировании крупномасштабной структуры мироздания.

]]>