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Les cosmologistes créent 4000 univers virtuels pour résoudre le mystère du Big Bang

Les cosmologistes appuient sur le retour au premier instant après le Big Bang en simulant 4000 versions de l’univers sur un gigantesque supercalculateur.

L’objectif est de brosser un tableau des conséquences immédiates du Big Bang, lorsque l’univers observable s’est soudainement agrandi de 1 billion de milliards de fois en taille en une infime partie d’une microseconde. En appliquant la méthode utilisée pour les simulations à des observations réelles de l’univers d’aujourd’hui, les chercheurs espèrent arriver à une compréhension précise de ce à quoi ressemblait cette période inflationniste.

« Nous essayons de faire quelque chose comme deviner une photo de bébé de notre univers à partir de la dernière photo », a écrit le chef de l’étude Masato Shirasaki, cosmologiste à l’Observatoire national d’astronomie du Japon (NAOJ), dans un e-mail à 45Secondes.fr.

Univers irrégulier

L’univers d’aujourd’hui montre des variations de densité, avec certaines plaques riches en galaxies et d’autres relativement stériles. Une hypothèse prometteuse pour cette distribution inégale de la matière visible est qu’au moment du Big Bang, il y avait déjà des fluctuations quantiques, ou des changements aléatoires et temporaires d’énergie, dans le minuscule univers primordial, a déclaré Shirasaki.

Lorsque l’univers s’est élargi, ces fluctuations se seraient également développées, avec des points plus denses s’étendant dans des régions de plus grande densité que leur environnement. Les forces gravitationnelles auraient interagi avec ces filaments étirés, provoquant l’agglutination des galaxies le long d’eux.

Mais les interactions gravitationnelles sont complexes, il est donc très difficile d’essayer de rembobiner cette période inflationniste pour comprendre à quoi aurait ressemblé l’univers avant de le faire. Les cosmologistes doivent essentiellement supprimer les fluctuations gravitationnelles de l’équation.

Un bon départ

Les chercheurs ont développé une méthode de reconstruction pour faire exactement cela. Pour savoir si la reconstruction était exacte, cependant, ils avaient besoin d’un moyen de la tester. Ils ont donc utilisé le supercalculateur ATERUI II de NAOJ pour créer 4000 versions de l’univers, toutes avec des fluctuations de densité initiales légèrement différentes. Les chercheurs ont laissé ces univers virtuels subir leurs propres gonflements virtuels, puis leur ont appliqué la méthode de reconstruction, pour voir si cela pouvait les ramener à leurs points de départ d’origine.

Les résultats, publiés le 4 janvier dans la revue Examen physique D, étaient prometteurs.

« Nous constatons qu’une méthode de reconstruction peut réduire les effets gravitationnels sur les distributions observées des galaxies, nous permettant d’extraire les informations des conditions initiales de notre univers de manière efficace », a déclaré Shirasaki.

La reconstruction a déjà été appliquée à des données de galaxies du monde réel, a-t-il ajouté, mais la nouvelle étude montre qu’elle peut également fonctionner sur la période d’inflation de l’univers. La prochaine étape, a déclaré Shirasaki, consiste à appliquer la reconstruction aux observations réelles de la toile cosmique. Ces observations ont déjà été faites par un télescope au Nouveau-Mexique dans le cadre du Sloan Digital Sky Survey.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr

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