在《自然》雜志發(fā)表的一篇文章重新解釋了暗物質(zhì)的屬性，對暗物質(zhì)屬性的重新認識開啟了新物理學領域的可能，暗物質(zhì)被認為是非常冷的量子流體，它主導了整個宇宙的形成和結(jié)構(gòu)，在宇宙學的意義上，冷暗物質(zhì)是某種未知形態(tài)的物質(zhì)粒子，它們的運動速度要比光子慢很多，冷暗物質(zhì)粒子和電磁輻射只能發(fā)生微弱的相互作用。我們的宇宙僅有少量由重子構(gòu)成的物質(zhì)，重子物質(zhì)組成了宇宙的恒星、行星和生命的組織，除了少量的重子物質(zhì)，其它類型的物質(zhì)占到了宇宙總物質(zhì)成分的95%以上，它們是科學家一直在尋找的暗物質(zhì)和暗能量。

描述冷暗物質(zhì)的物理學理論很好地解釋了可見宇宙的進化，從宇宙最初的形態(tài)演化為目前的構(gòu)造體系，從原子聚集為分子，從分子聚集為團塊和星云，從星云濃縮成星系和星系群，宇宙“馬不停蹄”地從微觀尺度擴展為宏觀尺度。如果人們對一個膨脹宇宙的觀測和理解是正確的，那么在解釋宇宙進化的原因時，過去的任何物理學和宇宙學的理論都有這樣和那樣的問題，沒有找到令人滿意的對特定觀測結(jié)果進行合理解釋的答案。

西班牙的科學家布羅德赫斯和同事對暗物質(zhì)的性質(zhì)重新給出了解釋，在宇宙進化的研究領域投射了科學認識的光芒。布羅德赫斯特是巴斯克科學基金會的一名研究人員，在他的主持和指導下，科學團隊開發(fā)了有關星系形成的計算機模型，他們在模擬版本的指導下對冷暗物質(zhì)的屬性和功能進行了重新闡釋，冷暗物質(zhì)被看成是“博斯——愛因斯坦凝聚體”，超輕量的玻色子組成了冷凝物，它們和玻色子一樣具有量子波函數(shù)的特性，當暗物質(zhì)分布到整個時空時，天文大尺度的時空產(chǎn)生了波動性。

冷暗物質(zhì)的擾動理論被應用于對所有星系演變的解釋，大的暗物質(zhì)駐波被物理學家稱為孤波，暗物質(zhì)的孤波理論對在普通矮星系中觀測的一種令人不解的核心現(xiàn)象進行了解釋。布羅德赫斯特指導了一個科學小組，對星系形成相對較晚的原因進行了研討，他們的研究成果與暗物質(zhì)粒子的標準模型理論有所不同，科學團隊開展了一次嘗試，先是以新模擬的版本為基礎預測了結(jié)論，后是和哈勃太空望遠鏡的觀測結(jié)果進行一番比較。

科學團隊的研究方法帶來了希望和挑戰(zhàn)，他們期待一種理論預測的可能性，新的理解方式是將暗物質(zhì)視為非常冷的量子流體物，在理論模型的基礎上重新理解支撐和主導宇宙的結(jié)構(gòu)和體系。布羅德赫斯特幾次在知名的《自然》雜志發(fā)布研究的成果，2012年，星系在早期宇宙的再電離時期如何形成？羅德赫斯特參加了這項過去從未探索的課題研究，他和當時的同事將研究視角伸向了在宇宙誕生之后形成的第一代星系。

湯姆·布羅德赫斯特在英國杜倫大學獲得了物理學博士學位，在2010年加入了西班牙的巴斯克科學基金會，他的學術訪問活動十分活躍，學術足跡遍及英國、美國、德國、以色列、日本等國家和地區(qū)。布羅德赫斯特迄今為止在世界主要的科學雜志發(fā)表了184篇科學論文，他的論文被同行引用了11800次，布羅德赫斯特是一位在天體物理學領域有很大影響力的科學人士，他的科學研究領域集中在觀測宇宙學、暗物質(zhì)物理學和星系進化等領域。用暗物質(zhì)理論解釋星系的形成，這是科學界遭遇的主要難題之一。

（編譯：2014-9-18）