Des astrophysiciens ont réussi à récréer notre univers sur un superordinateur

Science

Par Perrine.s le

L’univers recréé depuis un ordinateur est possible. En Suisse, des scientifiques ont établi un catalogue complet de notre cosmos depuis un superordinateur. Une avancée considérable qui servira de support à une mission spatiale européenne qui doit étudier l’énigmatique matière noire.

Pendant trois ans, des chercheurs de l’Université de Zurich se sont plongés dans la reconstitution virtuelle de notre Univers. À l’aide d’un puissant superordinateur, ils ont pu établir un catalogue des 25 milliards de galaxies, généré à partir de 2 billions de particules numériques. Cette liste sert de base pour les expériences qui vont être effectuées à bord du satellite Euclid, qui sera lancé en 2020. Son objectif est d’étudier la nature de la matière noire, ainsi que l’énergie noire.

Les astrophysiciens ont alors développé et optimisé un code révolutionnaire, permettant de décrire avec une précision jusqu’alors jamais établie, les dynamiques de la matière noire et la formation de structures à grande échelle dans l’univers.

Baptisé PKDGRAV3, ce code a été pensé afin d’utiliser de manière optimale la mémoire et le pouvoir du processeur d’un superordinateur moderne tel quel le « Piz Daint » appartenant au Swiss National Supercompting Centre (SNSC). Le code a été exécuté par la machine en seulement 80 heures, permettant de générer un univers virtuel de deux billions de macro-particules, représentant le fluide de la matière noire.

Photo prise par Hubble

Grâce à la grande précision des calculs représentant le fluide de la matière noire évoluant sous sa propre gravité, les chercheurs ont simulé une formation d’une faible concentration de matière, appelée halos de matière noire. Le défi ici était de modeler des galaxies aussi réduites qu’un dixième de la Voie lactée, dans un volume aussi large que notre univers entièrement observable. Le tout pour répondre aux besoins de la mission européenne Euclid dont l’objectif est d’explorer les tréfonds de matière noire.

L’univers presque entièrement de noir

Le cosmos est composé à 23% de matière noire et 72% d’énergie noire. « La nature de l’énergie noire est l’une des principales énigmes non résolues de la science moderne » explique Romain Teyssier, professeur d’astrophysique informatique à l’Université de Zurich. Un mystère qui ne peut être résolu qu’à travers des observations indirectes faites depuis le satellite.

Un pas vers la résolution ?

Une mission de 6 années attend le satellite Euclid, pendant laquelle il collectera des données sur la matière noire et l’énergie noire. Si les scientifiques obtiendront de nouvelles informations sur la nature de cette mystérieuse énergie noire, ils espèrent également découvrir de nouvelles théories, telles qu’une version modifiée de la relativité générale ou une nouvelle forme de particule.

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