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Des astrophysiciens ont créé la plus grande simulation virtuelle de notre univers

Publié le

par Thibault Prévost

Après trois ans de travail, des astrophysiciens suisses ont pu simuler 25 milliards de galaxies grâce à un superordinateur. De là à dire que nous vivons dans une simulation…

La "toile cosmique", ou l’entrelacs de galaxies.

Pendant que vous étiez en train de vous éclater à We Love Green ou au Download Festival, une équipe d’astrophysiciens de l’université de Zürich (Suisse) présentait, le 10 juin le résultat de trois ans de travail et un projet d’une ambition démesurée : la simulation de la plus grande représentation virtuelle de notre univers à ce jour. Résultat : une carte faramineuse composée de 25 milliards de galaxies composées de 2 000 milliards de particules virtuelles. Et rappelez-vous qu’il s’agit bien là d’une simulation, pas d’une simple représentation : de la particule à la galaxie en passant par la planète, l’étoile ou la comète, chaque corps simulé se comporte comme son équivalent réel.

L’objectif de cette simulation est de servir de calibre aux instruments de mesure embarqués dans le satellite Euclid, que l’Agence spatiale européenne (ESA) lancera en 2020 avec la ferme intention de percer les mystères de la matière et de l’énergie noire, qui comptent pour 95 % de l’Univers. Pour parvenir à générer cette formidable simulation, à la fois la plus large et la plus précise jamais créée, les chercheurs se sont arc-boutés sur Piz Daint, le superordinateur du Centre suisse du calcul scientifique (CSCS), équipé de puces Nvidia Tesla P100.

La plus belle énigme de la science moderne

Leur code, appelé PKDGRAV3, a ainsi été pensé pour utiliser de manière optimale l’architecture du superordinateur et ainsi profiter le mieux possible de sa mémoire et de sa puissance de processeur. Il aura néanmoins fallu au couple pas loin de quatre-vingt heures de calcul pour générer la simulation, capable de représenter – outre les corps cosmiques – un flux de matière noire et de petites concentrations de cette matière, appelés "halos", dont on pense qu’ils servent de berceau aux galaxies. Le principal défi de cette simulation, explique l’université de Zürich sur son site, était de modéliser des galaxies représentant environ un dixième de notre Voie lactée dans un volume aussi large que celui de l’univers observable. C’était également l’exigence de la mission Euclid, qui va désormais pouvoir utiliser cette simulation pour mieux comprendre ce que le surpuissant satellite devra chercher.

Si l’origine et l’observation du "côté sombre" de l’Univers – la matière et l’énergie noire – sont l’une des énigmes les plus insolubles de la science moderne, Euclid, une fois embarqué dans sa mission d’observation de six ans, transportera également d’autres rêves d’astrophysicien : ceux de la découverte d’une nouvelle particule située hors du Modèle standard, voire d’une nouvelle version de la théorie de la relativité générale d’Einstein – adéquate pour décrire le fonctionnement de l’Univers, mais inutile dans l’infiniment petit.

Pour ce qui est du présent, cependant, les travaux des astrophysiciens zurichois soulèvent néanmoins une question fascinante et vertigineuse : sachant qu’en 2017, alors que l’humanité est passée de l’invention du calculateur au superordinateur capable de simuler une bonne partie de l’univers en à peine soixante-dix ans, sachant en outre que la puissance de calcul des ordinateurs suit une courbe d’évolution exponentielle (la loi de Moore), combien de temps nous reste-t-il avant de développer la première simulation de l’univers tout entier ? Et si nous en sommes si proches, qu’est-ce que cela signifie pour notre propre réalité, alors que de plus en plus de chercheurs osent désormais concevoir l’idée que nous vivions dans une simulation informatique ou une projection holographique ? Vous avez quatre heures.

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