Un nouveau modèle mathématique cartographie l’expansion de l’univers primitif mieux que jamais auparavant

Des physiciens suisses utilisent un nouveau code appelé “gevolution”, associé à la théorie de la relativité générale d’Einstein, pour cartographier l’expansion de l’Univers primitif avec plus de précision que jamais. Le nouveau modèle tient compte de la rotation de l’espace-temps et de l’amplitude des ondes gravitationnelles, dont l’existence a été confirmée le mois dernier

Selon ses concepteurs, il est plus précis que les simulations logicielles précédentes, car il prend en compte les mouvements à grande vitesse des particules et les fluctuations de l’énergie sombre. Conformément à la théorie de la relativité générale d’Einstein, l’objectif était de prédire l’amplitude et l’impact des ondes gravitationnelles, ainsi que la rotation unique de l’espace-temps pour cartographier la croissance de l’Univers.

Pour atteindre leur objectif, l’équipe de l’Université de Genève a analysé une portion cubique de l’espace, composée de 60 milliards de zones, chacune contenant une particule (une portion de galaxie). Ils ont ainsi pu étudier la façon dont ces particules se déplacent par rapport à leurs proches voisines

En branchant les données des équations d’Einstein, et en utilisant la bibliothèque LATfield2 de l’UNIGE et un superordinateur suisse, le modèle a pu mesurer la métrique des distances et du temps entre deux galaxies dans l’Univers.

Auparavant, les scientifiques ont étudié la formation des structures cosmologiques à grande échelle en utilisant la loi gravitationnelle établie par Isaac Newton : l’attraction entre deux corps est directement liée à leur masse et à la distance qui les sépare.

Si la théorie de la relativité générale d’Einstein l’a depuis supplantée, en liant la gravité à l’accélération et en fournissant une méthode plus précise pour suivre un Univers en constante évolution, les idées énoncées par Newton sont encore largement utilisées pour modéliser les effets de la gravité et des grandes masses.

Et cela nous ramène au modèle gevolution, qui est capable de confronter les dernières théories de la pensée scientifique et les mouvements célestes aux codes newtoniens.

Ce qui en ressort est un modèle mathématique qui donne un aperçu plus précis et plus complexe de la façon dont l’Univers s’est étendu au début de son histoire – il devrait également nous aider à mieux comprendre les ondes gravitationnelles et l’énergie sombre (dont on pense qu’elle est responsable de jusqu’à 70 % de l’Univers).

“Cette approche conceptuellement propre est très générale et peut être appliquée à divers contextes où l’approximation newtonienne échoue ou devient imprécise, allant des simulations de modèles avec énergie sombre dynamique ou matière sombre chaude/chaude aux explosions de supernova par effondrement du noyau”, explique le nouvel article, publié dans la revue Nature Physics.

Le nouveau code va également permettre de tester la théorie de la relativité générale à une échelle plus grande que jamais. Pour favoriser la poursuite des recherches, l’équipe prévoit de rendre le code gevolution ouvert au public dans un avenir proche.