当两个足够大的物体碰撞时——例如当两个黑洞合并时——这些力实际上可以弯曲时空，产生称为引力波的涟漪。这些引力波甚至可以在数百万光年之外被探测到，这使得它们成为了解宇宙遥远部分的遥远、戏剧性事件的一种方式。现在，一组天文学家提出了一种利用引力波来研究暗物质神秘现象的方法。
这项研究的想法是创建不同的计算机模型，模拟黑洞合并产生的引力波在具有不同类型暗物质的宇宙中是什么样子。通过将模型与现实世界中看到的进行比较，我们可以更多地了解最有可能的暗物质类型。
科学家知道暗物质不会与光相互作用，但有些人认为它可以与一种称为中微子的粒子相互作用。这意味着中微子碰撞可以阻止暗物质形成星系的基础结构，因此这些粒子可以阻止星系的形成。如果我们能够找到这些“失踪”的星系，那就将支持暗物质可能受到中微子影响的观点。
不过，很难看到一个没有形成的星系。这就是为什么研究人员建议使用黑洞合并中产生的引力波作为衡量标准。星系越少，合并就越少，因此引力波也就越少。
模拟表明这可能是了解暗物质的有效方法。目前的引力波探测器还不够强大，无法探测到这些微小的影响，但下一代仪器可以用于此目的。
“暗物质仍然是我们理解宇宙的持久谜团之一，”研究人员之一、杜伦大学的索纳克·博斯 (Sownak Bose) 在一份声明中说。 “这意味着继续寻找探索暗物质模型的新方法，结合现有和新的探测器来充分测试模型预测尤为重要。引力波天文学不仅为更好地理解暗物质，而且更广泛地理解星系的形成和演化提供了一条途径。”
该研究成果于 7 月 5 日在 2023 年全国天文学会议上发表。