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Zeste de Science, Peut-on simuler l’histoire du cosmos ? - Feat. Sebastien Carassou - ZdS#4

Bonjour à toutes et à tous. Ca fait plaisir de vous retrouver.

Quand on me dit matière noire, moi je pense à ça, ça, ça, ça, ....

Alors que certaines personnes peuvent avoir des réflexions un petit peu plus élaborées.

Vous ne vous êtes jamais demandé comment les galaxies,

ces immenses nuages d'étoiles et de gaz liés par leur gravité

évoluent au cours de l'histoire du cosmos ?

Pour comprendre ces objets, on a plusieurs solutions.

On peut soit regarder les mêmes galaxies pendant plusieurs milliards d'années...

Ou bien on peut recréer toute l'histoire de l'univers dans une immense simulation informatique.

Étonnamment la deuxième solution est de très très loin... la plus simple.

On ne peut pas mettre une galaxie sur une balance,

modifier la température d'une étoile pour voir ce qui se passe,

ou encore mettre un capteur tout près d'un trou noir.

Pour étudier l'évolution des galaxies, les chercheurs... et les chercheuses

ont donc recours à ce qu'on appelle des simulations cosmologiques

qui ont pour but de rejouer l'évolution de l'univers selon les prédictions de nos meilleures théories.

Bon évidemment, on n'est pas dans Matrix. Il ne s'agit pas de reproduire l'univers à toutes les échelles.

On n'a juste pas la puissance de calcul pour.

Pour le moment...

Ces simulations se concentrent donc seulement sur la formation des plus grandes structures du cosmos.

Les règles du jeu ici ce sont les lois de la physique,

qui gouvernent comment la gravité fonctionne,

comment les gaz se comportent,

dans quelles conditions les étoiles se forment et évoluent,

la composition initiale de l'univers, etc., etc., ...

Ces simulations commencent quelques centaines de milliers d'années après le Big Bang,

à une époque où l'univers n'est qu'un brouillard indistinct d'hydrogène et d'hélium.

Dans cette immense purée de pois, on peut néanmoins discerner quelques grumeaux.

Certaines régions sont très légèrement plus denses que d'autres.

Et grâce à la force de gravité, plus ces grumeaux sont massifs, plus ils attirent de la matière autour d'eux.

Au bout du compte,

la matière va finir par s'arranger en immenses filaments

qui vont constituer ce qu'on appelle la toile cosmique

et sur laquelle vont se tisser,

au fil des milliards d'années,

les galaxies et les amas de galaxies.

Pour remplir votre univers virtuel primordial, vous aurez besoin de trois ingrédients principaux

Une cuillère à café de gaz intergalactique qui vous servira à produire vos étoiles et vos galaxies.

Une grosse louche de votre ingrédient secret

la matière noire,

c'est un peu le liant,

il faut absolument en mettre, sinon ça ne marche pas.

Le truc avec la matière noire, c'est qu'elle n'émet pas de lumière

D'où le nom.

Vous voyez ?

Du coup comme elle est invisible à nos télescopes,

on ne sait pas encore ce que c'est.

Par contre on sait que cette matière noire, elle existe parce qu'elle a des effets bien réels.

Elle agit notamment par le biais de sa gravité

sur le mouvement des galaxies et des amas de galaxies qu'on observe.

D'ailleurs la matière noire est au moins cinq fois plus abondante que la matière normale,

celle qui émet de la lumière

et qui constituent les étoiles, les galaxies et surtout ...

... Jean-Claude Van Damme.

Mais revenons à notre recette.

Il ne reste plus qu'à saupoudrer votre simulation d'une pincée d'étoiles massives

qui explosent à la fin de leur vie

en éjectant des éléments chimiques lourds dans le milieu intergalactique.

C'est avec ça qu'on fait des planètes, des astéroïdes, de la vie,

et surtout...

Jean-Claude Van Damme

Laissez mijoter tout ça ensemble pendant quelques milliards d'années virtuelles

dans de puissants supercalculateurs ...

Et voilà !

Il n'y a plus qu'à admirer vos galaxies et vos amas de galaxies se former et à les comparer aux vrais.

Les scientifiques du CRAL, le Centre de Recherche Astrophysique de Lyon,

ont récemment lancé une énorme simulation cosmologique pour tenter de comprendre

comment le rayonnement et les explosions des étoiles massives limitent la croissance des galaxies.

En attendant la fin du calcul...

On se fait une toile ?

Cosmique !

Beau boulot !

Hey ! Pense à t'abonner et à jeter un œil au "Sense of Wonder" !

Suivez-moi !

Je vous couvre...



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Bonjour à toutes et à tous. Ca fait plaisir de vous retrouver.

Quand on me dit matière noire, moi je pense à ça, ça, ça, ça, ....

Alors que certaines personnes peuvent avoir des réflexions un petit peu plus élaborées.

Vous ne vous êtes jamais demandé comment les galaxies,

ces immenses nuages d'étoiles et de gaz liés par leur gravité

évoluent au cours de l'histoire du cosmos ?

Pour comprendre ces objets, on a plusieurs solutions.

On peut soit regarder les mêmes galaxies pendant plusieurs milliards d'années...

Ou bien on peut recréer toute l'histoire de l'univers dans une immense simulation informatique.

Étonnamment la deuxième solution est de très très loin... la plus simple.

On ne peut pas mettre une galaxie sur une balance,

modifier la température d'une étoile pour voir ce qui se passe,

ou encore mettre un capteur tout près d'un trou noir.

Pour étudier l'évolution des galaxies, les chercheurs... et les chercheuses

ont donc recours à ce qu'on appelle des simulations cosmologiques

qui ont pour but de rejouer l'évolution de l'univers selon les prédictions de nos meilleures théories.

Bon évidemment, on n'est pas dans Matrix. Il ne s'agit pas de reproduire l'univers à toutes les échelles.

On n'a juste pas la puissance de calcul pour.

Pour le moment...

Ces simulations se concentrent donc seulement sur la formation des plus grandes structures du cosmos.

Les règles du jeu ici ce sont les lois de la physique,

qui gouvernent comment la gravité fonctionne,

comment les gaz se comportent,

dans quelles conditions les étoiles se forment et évoluent,

la composition initiale de l'univers, etc., etc., ...

Ces simulations commencent quelques centaines de milliers d'années après le Big Bang,

à une époque où l'univers n'est qu'un brouillard indistinct d'hydrogène et d'hélium.

Dans cette immense purée de pois, on peut néanmoins discerner quelques grumeaux.

Certaines régions sont très légèrement plus denses que d'autres.

Et grâce à la force de gravité, plus ces grumeaux sont massifs, plus ils attirent de la matière autour d'eux.

Au bout du compte,

la matière va finir par s'arranger en immenses filaments

qui vont constituer ce qu'on appelle la toile cosmique

et sur laquelle vont se tisser,

au fil des milliards d'années,

les galaxies et les amas de galaxies.

Pour remplir votre univers virtuel primordial, vous aurez besoin de trois ingrédients principaux

Une cuillère à café de gaz intergalactique qui vous servira à produire vos étoiles et vos galaxies.

Une grosse louche de votre ingrédient secret

la matière noire,

c'est un peu le liant,

il faut absolument en mettre, sinon ça ne marche pas.

Le truc avec la matière noire, c'est qu'elle n'émet pas de lumière

D'où le nom.

Vous voyez ?

Du coup comme elle est invisible à nos télescopes,

on ne sait pas encore ce que c'est.

Par contre on sait que cette matière noire, elle existe parce qu'elle a des effets bien réels.

Elle agit notamment par le biais de sa gravité

sur le mouvement des galaxies et des amas de galaxies qu'on observe.

D'ailleurs la matière noire est au moins cinq fois plus abondante que la matière normale,

celle qui émet de la lumière

et qui constituent les étoiles, les galaxies et surtout ...

... Jean-Claude Van Damme.

Mais revenons à notre recette.

Il ne reste plus qu'à saupoudrer votre simulation d'une pincée d'étoiles massives

qui explosent à la fin de leur vie

en éjectant des éléments chimiques lourds dans le milieu intergalactique.

C'est avec ça qu'on fait des planètes, des astéroïdes, de la vie,

et surtout...

Jean-Claude Van Damme

Laissez mijoter tout ça ensemble pendant quelques milliards d'années virtuelles

dans de puissants supercalculateurs ...

Et voilà !

Il n'y a plus qu'à admirer vos galaxies et vos amas de galaxies se former et à les comparer aux vrais.

Les scientifiques du CRAL, le Centre de Recherche Astrophysique de Lyon,

ont récemment lancé une énorme simulation cosmologique pour tenter de comprendre

comment le rayonnement et les explosions des étoiles massives limitent la croissance des galaxies.

En attendant la fin du calcul...

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