Тёмная материя невидима, но её притяжение удерживает галактики от разлёта. Долгое время считалось, что частицы тёмной материи пролетают друг сквозь друга, не замечая. Однако в маленьких галактиках плотность тёмной материи в центре оказалась ниже, чем предсказывают расчёты. Будто невидимые частицы иногда сталкиваются и расталкивают друг друга, как бильярдные шары.

Группа учёных встроила такие столкновения в компьютерную программу OpenGadget3, которая моделирует рождение и рост галактик. Теперь программа умеет рассчитывать, как частицы тёмной материи отскакивают друг от друга при сближении. Можно задать, насколько сильно они рассеиваются и в каких направлениях разлетаются после удара. Это как настраивать упругость невидимых бильярдных шаров.

Авторы проверили точность на нескольких задачах с известными ответами. Результаты совпали с ожиданиями, а скорость расчётов оказалась высокой даже при большом числе частиц. Остались и нерешённые вопросы: например, как моделировать столкновения, при которых частицы не просто отскакивают, а сливаются или обмениваются энергией иначе.

Теперь любой исследователь может скачать программу и проверить свои гипотезы о тёмной материи. Возможно, именно такие столкновения объяснят загадки маленьких галактик и приблизят нас к пониманию, из чего состоит четверть Вселенной.