暗物質(zhì)可能與氣體物質(zhì)產(chǎn)生了相互作用，暗物質(zhì)的假設(shè)有助于科學(xué)家對銀河系周圍“迷失的衛(wèi)星星系”的解釋。為什么在銀河系的周圍缺少理論預(yù)期的衛(wèi)星星系？一種獨特的研究方法給以了解釋。觀測和理論分析的結(jié)果表明，銀河系的周圍不是一片空空蕩蕩的區(qū)域。通過計算機模擬技術(shù)的應(yīng)用，科學(xué)家開發(fā)了有關(guān)星系如何形成的計算模型，計算結(jié)果與實際觀測的數(shù)據(jù)相比，更多小型星系“潛藏”在在銀河系的周圍，天文學(xué)家隨之提出“小型星系去哪兒了”的疑問，它們可能迷失在某些地方，天文學(xué)家只有通過觀測的手段發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡。

科學(xué)家曾預(yù)測，更多的星系出現(xiàn)在銀河系的周圍，新的研究方法對目前廣泛認(rèn)可的冷暗物質(zhì)理論提出了質(zhì)疑。冷暗物質(zhì)是一種看不見的極為神秘的物質(zhì)，它們的作用機制有待科學(xué)家的探究。英國杜倫大學(xué)粒子物理現(xiàn)象學(xué)研究所的宇宙學(xué)家、粒子物理學(xué)家與法國的科學(xué)家同事開展了合作研究，他們找到了有潛在影響力的解決方案，相應(yīng)的研究成果發(fā)表在英國皇家天文學(xué)會出版的《月度通訊》雜志。杜倫大學(xué)的科學(xué)團隊使用了COSMA超級計算機，它是英國DIRAC超級計算機框架的一個組成部分，歐盟、英國科學(xué)和技術(shù)設(shè)施委員會為科學(xué)項目給以了資金支持。

暗物質(zhì)粒子有引力作用，它們和光子、中微子之類的粒子發(fā)生了相互的作用，暗物質(zhì)在宇宙的年輕時期出現(xiàn)了分散現(xiàn)象，暗物質(zhì)團塊或暗物質(zhì)暈團在早期宇宙“成群結(jié)隊”地涌現(xiàn)，暗物質(zhì)通過引力作用捕獲了星系間的氣體物質(zhì)，而星系間的氣體物質(zhì)是恒星和星系的物質(zhì)材料源泉，氣體物質(zhì)的減少相當(dāng)于形成星系的物質(zhì)材料的下降，在銀河系周圍預(yù)期數(shù)量的衛(wèi)星星系難以成型。

暗物質(zhì)粒子的分散與消解了在銀河系周圍聚集的氣體物質(zhì)，暗物質(zhì)通過捕獲了氣體阻礙了更多星系的形成。在銀河系周圍難以形成預(yù)期數(shù)量的衛(wèi)星星系，在銀河系的周圍確實缺少衛(wèi)星星系，這一事實現(xiàn)在得到了合理解釋。論文的主要作者、杜倫大學(xué)粒子物理現(xiàn)象學(xué)研究所的席琳·布恩解釋說，科學(xué)家不知道暗物質(zhì)粒子和普通物質(zhì)粒子發(fā)生相互作用的強度，科學(xué)團隊采用了計算機模擬方法，以便找到兩者數(shù)量間的對應(yīng)關(guān)系。

科學(xué)團隊把分散的暗物質(zhì)粒子調(diào)試在合適的層級，從而改變了小型星系形成的數(shù)量，暗物質(zhì)作用的物理機制，關(guān)鍵的問題是找到暗物質(zhì)和其它普通物質(zhì)粒子發(fā)生相互作用的數(shù)量對比關(guān)系，從粒子物理學(xué)的微觀尺度出發(fā)，科學(xué)團隊測量了在銀河系周圍旋轉(zhuǎn)的星系將會受到的影響，測量結(jié)果提供了一個有價值的科學(xué)案例。在銀河系周圍沒有形成更多的星系，目前的理論有幾種版本的解釋，有一種理論版本的解釋，其中的原因被理解為熱力學(xué)作用，第一代恒星產(chǎn)生的熱量消解了恒星形成時所需的氣體物質(zhì)。

杜倫大學(xué)的科學(xué)團隊給出了一種版本的理論解釋，通過替代性理論和技術(shù)檢驗，他們從數(shù)量上分析了冷暗物質(zhì)和其它物質(zhì)的相互作用。暗物質(zhì)的作用難以忽略，暗物質(zhì)粒子組成了宇宙絕大部分的物質(zhì)。計算模型規(guī)范了宇宙兩種物質(zhì)的相互關(guān)系，對銀河系周圍小星系的數(shù)量進(jìn)行了預(yù)測和實際觀測的驗證，觀測的數(shù)量少，理論預(yù)測的數(shù)量多。計算機模擬了冷暗物質(zhì)的更多作用，加大了冷暗物質(zhì)和其它物質(zhì)相互作用的強度，比較以往的理論預(yù)測數(shù)量，在銀河系周圍旋轉(zhuǎn)的小星系數(shù)量有了明顯的下降，銀河系周圍的時空空曠而沉寂。

（編譯：2014-9-10）