Les simulations du cosmos

La curiosité n'est pas un défaut.

Les humains un peu curieux de leur environnement ont depuis bien longtemps osé lever les yeux au-dessus de leur tête et se sont interrogés sur la signification des images que leurs yeux captaient.

Le développement de l’optique (Descartes), de la physique des ondes électromagnétiques, des technologies industrielles, spatiales et informatiques ont permis une sophistication croissante de ces moyens d’observation et une explosion de leur nombre.

Sans aller jusqu’à dire que l’astronomie est devenue une science démocratique, facile et banale, elle a su capter un nombre croissant de pratiquants, professionnels bien entendu … mais amateurs aussi. On peut aujourd’hui acheter sa lunette astronomique en ligne sur Internet. Galilée en serait surement ravi et étonné !

Photographie ci-contre : radiotélescopes dans une station des alpes francaises. 

Des outils pour la satisfaire.

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Pour désépaissir le mystère du cosmos offert à leurs regards, ils ont imaginé et construit des bâtisses et des outils. Que ce soient les tours de Babel des Mésopotamiens (peuple ayant vécu sur l’emplacement actuel de l’Irak), les observatoires rudimentaires des peuples de l’Inde (photographie ci-contre) ou, plus tard, les lunettes de Galilée en Europe.

Les fruits de l'observation.

 

 

L’observation réitérée des planètes et du soleil, la parution des travaux d’A. Einstein au début du vingtième siècle, les observations de Hubble en particulier puis celles réalisées depuis un siècle par une multitude de télescopes, de radiotélescopes et de satellites artificiels ont fini par faire comprendre que nous vivions sur une planète presque comme les autres orbitant autour d’une étoile banale comme il y en a des milliards de milliards de ...

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Nos modèles théoriques savent-ils reproduire les observations?

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Et puis, parce que par crainte du futur ou par curiosité intellectuelle intarissable, nous adorons savoir où nous mène la destinée, et que nous avons su transformer les abaques en bouliers, les bouliers en machines de Pascal, ces dernières en orgue de barbarie puis en lecteurs de cartes perforées et enfin ceux-ci en ordinateurs de plus en plus puissants et sophistiqués, que les mathématiciens et les logiciens ont pu codifier les équations de la théorie de la relativité, des équipes réparties tout autour du globe (Etats-Unis, Allemagne, Espagne, etc.) ont fait tourner ces calculateurs électroniques en leur demandant de mettre en image l’histoire de notre univers. Les résultats sont époustouflants. Non seulement ils confirment le modèle standard de la cosmologie (à ne pas confondre avec celui des particules élémentaires) mais ils rendent partiellement visible l’invisible : la matière et l’énergie sombres. C’était d’ailleurs la mission qui avait été confiée aux équipes administrant le projet.

Photographie ci-contre : Dark matter distribution in the full 64Mpc/h. For Clues3_LGGas and Clues3_LGDM, only the region around the Local Group was resimulated with higher resolutioin (S. Gottlöber, A. Klypin, G. Yepes); png [800 x 800, 720kB].

Depuis relativement peu de temps, ces données sont désormais rendues publiques et consultables sur divers sites.

La première salve de simulations (Millénium) s’étant basée sur une série d’observations astronomiques désormais dépassées (WMAP1), elle n’est plus actuelle. Elle est surpassée par le projet Bolshoi (2011) considéré pour l’heure comme la reproduction informatique la plus exacte de la configuration observée du cosmos.

La visualisation de ces simulations provoque un mélange entre émerveillement et effroi, notamment à cause des similitudes incroyables entre ces entrelacements de filaments intergalactiques et ceux des fibres nerveuses cérébrales.

La notion de cordes tendues entre points névralgiques semble trouver là un domaine d’application naturel. Il est surprenant de constater que la cosmologie semble rejoindre les neurosciences à cette échelle-là !

© Thierry PERIAT

Bolshoi Simulation Visualization

Ensemble de données ayant été rentrées dans les algorithmes des simulations.

Constantes universellesCrédit : Leibniz Institute for Astrophysics, Potsdam - Allemagne.

Remerciements - Acknowledgements – Simulations

The author gratefully acknowledges the Gauss Centre for Supercomputing e.V. (www.gauss-centre.eu) and the Partnership for Advanced Supercomputing in Europe (PRACE, www.prace-ri.eu) for funding the MultiDark simulation project by providing computing time on the GCS Supercomputer SuperMUC at Leibniz Supercomputing Centre (LRZ, www.lrz.de).

The Bolshoi simulations have been performed within the Bolshoi project of the University of California High-Performance AstroComputing Center (UC-HiPACC) and were run at the NASA Ames Research Center.

 

Pour aller plus loin en restant sur le site cosmoquant.fr :

 

« Le vide de Maxwell (Vides et cordes cosmiques) ».

Date de dernière mise à jour : 18/10/2021