量子力學是研究組成宇宙的微小粒子行為的物理學分支，描述量子世界的方程通常局限於亞原子領域，而與大尺度的宇宙時空並不相關。然而，加州理工學院的一個最新研究發現，量子力學的基本方程--薛丁格方程，在描述某些天文結構的長期演變時非常有用。
薛丁格方程又稱薛丁格波動方程，這是一套根據實驗數據而總結的「經驗性公式」，是由量子力學奠基人之一，奧地利著名物理學家薛丁格提出的量子力學中的一個基本方程，可描述微觀粒子的運動。
這項研究由加州理工學院的行星科學教授巴特金完成：大型天文物體通常會被較小的物體環繞，就像太陽周圍的行星一樣，超大質量黑洞更是因此而組成了巨型星系。
天體的運行軌道通常不會一直保持簡單的圓形，相反，它們會在漫長的時間裡緩慢演變，出現大規模扭曲或彎曲，像水面上的漣漪。這些扭曲究竟是如何產生和傳播的，天文學家長期以來一直困惑不解，甚至用計算機直接模擬也沒有明確的答案。
巴特金教授決定採用一種稱為「微擾理論」的方案，用以研究天體的運行情況。在超級計算機的虛擬模型中，科學家將每個行星分解成碎片，並將這些碎片散布在圍繞恆星的軌道上，使得恆星被一系列相互作用的大環包圍。這些環的運行情況反映了數百萬年以來實際行星軌道的演變。
然而，使用這種方式研究的結果出人意料。巴特金教授說：使用整個恆星系統中的所有材料來模擬演變現象時，可以得到越來越細緻的結果，令人驚訝的是，薛丁格方程出現在最終的計算中。
薛丁格方程描述了亞原子尺度下系統的非直觀行為，其中最重要的一點是亞原子粒子實際上具有波粒二象性。巴特金教授的研究表明，星系盤中的天體大規模運行的行為與粒子的行為類似，並且可以用與描述量子行為的相同數學方法來描述。
巴特金教授表示：這一發現令人驚訝，因為薛丁格方程式在以光年為單位的大規模天文尺度上不太可能適用。從某種意義上來說，代表星系盤扭曲的波與微觀粒子的量子運動沒有太大差別。