科学家解密暗物质光晕的分布和引力进化【1P】

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卡弗里数物联携宇宙研究所(Kavli IPMU)的研究人员和研究合作者表示，想要解释环绕星系附近的暗物质光晕的分布和进化，环境因素，例如比星系群还要大的大范围内分布的潮汐引力作用力是必不可少的。这一结论源于理论和计算机仿真的细节对比。这项研究被发表在期刊《物理评论D》上，它将促进对宇宙基本物理学的更好理解。

在宇宙结构形成的标准情景里，暗物质——它在宇宙里的能量预算大约是普通物质的五倍——首先会在引力作用下聚集形成拥挤区域，也就是所谓的暗物质光晕。然后这些暗物质光晕会吸引原子气体并最终形成恒星和星系。因此，为了从例如斯隆数字巡天(SDSS)的BOSS巡天项目和斯巴鲁测量(SuMIRe)项目所观察到的三维星系地图里抽取宇宙信息，理解暗物质光晕聚集是如何在整个宇宙历史里进化的非常重要。

“不同的研究都从理论上描述了光晕偏见，” 卡弗里数物联携宇宙研究所的项目研究人员铁平奥村（Teppei Okumura）这样说道。“然而，没有一项研究很好的再现了仿真结果。因此，我们从数学对称性角度将之前的研究延伸了，并调查了我们的延伸是否有意义。”

作者展示了源于环境效应，例如引力潮汐作用力的更高级非局部条件必须被考虑进来，以解释计算机模拟里出现的光晕偏见。他们还证实了效应的大小与简单的理论预测相符合。

“通过合理的考虑科研文献里缺失的更高级条件，我们研究结果促使暗物质光晕的分布可以被更精确的预测。”研究首席调查员顺斋藤（Shun Saito）这样表示。“我们修改的模型已经被应用到BOSS项目里的实际数据分析里。这项研究必将提高对暗能量本质或者中微子质量的测量。因此，这导致了对宇宙基本物理学的更好理解。”