L'évolution de tout l'Univers, du big bang à nos jours, calculée par DEUS

Du côté des étoiles par Marie-Odile Monchicourt samedi 12 mai 2012
L'évolution de tout l'Univers, du big bang à nos jours, calculée par DEUS
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Une équipe de chercheurs
du Laboratoire Univers et Théories (LUTH, Observatoire de Paris/
CNRS/Université Paris Diderot) dirigée par Jean-Michel Alimi vient
de réaliser pour la première fois le calcul de la structuration de
tout l'Univers observable, du Big Bang jusqu'à aujourd'hui. La
simulation effectuée a permis de suivre 550 milliards de particules.
Elle est la première des trois étapes d'un projet exceptionnel,
appelé Deus: full universe run, réalisé sur le nouveau
supercalculateur CURIE de GENCI exploité au Très Grand Centre de
Calcul (TGCC) du CEA. La simulation déjà réalisée et celles
programmées pour fin mai 2012
constitueront une aide exceptionnelle
aux grands projets d'observation et de cartographie de notre Univers.
Elles permettront de mieux comprendre la nature de l'énergie noire
et son influence sur la structuration de l'Univers, l'origine de la
distribution de la matière noire et des galaxies.

Après des développements
de plusieurs années, six chercheurs de l'équipe Cosmologie du LUTH
ont réalisé la première simulation de la structuration de tout
notre Univers observable, du Big Bang jusqu'à aujourd'hui. Au-delà
du modèle cosmologique standard avec constante cosmologique qu'ils
viennent d'achever, leurs travaux distinguent deux autres modèles
cosmologiques avec énergie noire, composante mystérieuse introduite
pour expliquer l'accélération de l'expansion de l'Univers. Quelle
est l'empreinte de l'énergie noire sur la structuration de l'Univers
? Et réciproquement, comment déduire de l'étude de la
structuration de l'Univers la nature de cette énergie ? Deux
questions fondamentales auxquelles le projet Deus : full universe run
tentera de répondre. 

La simulation du modèle
standard de la cosmologie, qui vient d'être réalisée, a déjà
permis de mesurer le nombre d'amas de galaxies de masse supérieure à
cent mille milliards de masse solaire qui s'élève aujourd'hui à
plus de 144 millions. Autres enseignements : le premier amas de ce
type est apparu alors que l'Univers n'avait que 2 milliards d'années
et l'amas le plus massif dans l'Univers observable aujourd'hui pèse
15 millions de milliards de masses solaires. Les données générées
lors du calcul permettent également de mesurer les fluctuations de
la distribution de la matière noire. Celles-ci résultent des
fluctuations du fond de rayonnement cosmologique issues du Big-Bang,
observées par les satellites WMAP et Planck. Ces observations sont
cette fois obtenues dans une simulation qui couvre toute l'histoire
de l'Univers, avec une précision jamais atteinte et sur la plus
large gamme d'échelles jamais observées, de quelques millionièmes
à la taille de l'Univers. Elles dévoilent avec précision les
empreintes sur la matière noire des oscillations du gaz primordial
(" Oscillations Baryoniques Acoustiques "). Ces calculs
apparaissent déjà comme une mine prodigieuse de nouveaux résultats
intéressant toute la communauté cosmologique.

La mise en œuvre de ce
projet exceptionnel a été rendue possible grâce aux puissantes
ressources mises à la disposition de ces chercheurs par GENCI, le
Grand Equipement National de Calcul Intensif, sur son
supercalculateur CURIE doté de plus de 92 000 unités de calcul et
capable de réaliser 2 millions de milliards d'opérations à la
seconde (2 PFlop/s). La machine CURIE est installée et exploitée
par le CEA au sein du Très Grand Centre de Calcul, à
Bruyères-le-Châtel (Essonne). Conçue par Bull, c'est l'une des
cinq machines les plus puissantes au monde.

(Communiqué de presse du CNRS)