你見過暗物質，會發暈嗎
最近，國際最高科學期刊 "自然" 發表了由國家天文臺研究員王杰領導的一個國際研究團隊的重要理論發現。他們利用超級計算機和一種新的多放大模擬技術，第一次獲得了宇宙中暗暈內部結構的清晰圖像，從最小的類地球質量到目前標準宇宙學模型下最大的質量超星系團。
宇宙中約 85% 的物質是暗物質，其物理性質與構成恒星、行星和人類世界的普通物質有很大不同。這些暗物質的引力塌陷所形成的結構稱為暗暈。普通物質的氣體冷卻并聚集在暗暈的中心，從而形成明亮的恒星、星系和整個明亮的世界。
在宇宙中，最大質量的暗暈是由數百個明亮星系組成的巨大星團，約為太陽質量的 100 萬億倍，天文學家對其特性進行了廣泛的研究。因為恒星和星系只能在比太陽重一百萬倍的暗暈中形成，所以在整個宇宙演化過程中，那些較小的暗暈只能保持 "黑暗"。它們非常多，但人類對它們知之甚少。根據流行的暗物質屬性模型，可以推斷宇宙中的最小暗暈質量可能與地球的相同。
我們只能依靠超級計算機模擬宇宙的演化來研究這些黑暗的光暈。" 國家天文臺的合著者強調，有必要開發一種新技術，在整個宇宙背景下研究太陽系大小光暈的內部結構。
從未知開始，來自中國、德國、英國和美國的國際研究團隊用了五年時間開發和測試了這個模擬程序，并進行了一系列超放大的宇宙模擬，最終使質量放大率超過 30 個數量級，即 10100 萬億倍。
這個數字意味著什么？"這個在宇宙的一個典型區域進行的超放大模擬，需要用八個‘放大鏡’繼電器來放大。放大率相當于在每月的圖片中找到一只跳蚤。" 杜蘭大學（Duran University) 的合著者卡洛斯·弗蘭克（Carlos Frank) 教授說，單是這一點就對科學家模擬原始條件的程序的準確性和可靠性構成了巨大挑戰。在我們整個研究領域從未遇到過這種挑戰。" 卡洛斯·弗蘭克（Carlos Frank) 說。
保持云層向月球開放。通過這些超放大的模擬，該小組能夠可靠和徹底地研究從地球到超星系團的質量暈的形成、演化和內部結構。
據推測，這些小暗暈應該不同于熟悉的超暗暈內部結構。" 但令王杰等人驚訝的是，所有質量暈都有非常相似的內部結構 -- 中心致密，外部逐漸稀疏，還有大量較小的暗物質團被相對外層空間包圍。
如果你不知道尺度，就很難區分巨大的暗暈團和地球大小的極微小的暗暈。" 王杰說。
這些對小質量暗暈內部結構的理解，將使天文學家能夠利用各種工具來探測它們，如引力透鏡、動力學和伽馬暴的監測。根據一些理論，大量暗物質粒子將在致密的暗暈中心相互碰撞，從而湮沒產生伽馬輻射爆炸。
我們的結果預測，很大一部分輻射來自極小的暗暈，它們太小，無法形成恒星。"德國楓樹天體物理研究所的合伙人西蒙·懷特教授說，" 未來，伽馬射線觀測很可能捕捉到這些輻射信號，讓我們瞥見‘超級矮人’在宇宙中的‘真實外觀’。"這將幫助我們檢驗關于暗物質性質的假說，即暗物質可能不是" 完全 " 黑暗。
