De nouveaux modèles cosmologiques pourraient nous aider à comprendre les rouages internes de l’Univers connu
Qu’il s’agisse des études actuelles ou de celles des décennies à venir, un des principaux objectifs de la recherche en astrophysique consiste à observer et à décrire avec précision la distribution des galaxies et l’évolution du cosmos. Des expériences de plus grande envergure vont permettre d’inspecter et d’analyser de vastes étendues spatiales, générant d’énormes quantités de données qui pourraient nous aider à comprendre les rouages les plus intimes de l’Univers. Pour analyser toutes ces informations et comprendre l’évolution des structures constituant l’Univers, les chercheurs ont besoin d’outils statistiques et de modèles théoriques actualisés, et c’est justement ce que le projet COSMOFLAGS, financé dans le cadre d’Horizon 2020, a mis au point. À brève échéance, la plupart des investissements européens dans le domaine de la cosmologie seront consacrés à deux expériences majeures: Euclid, un satellite de pointe financé par l’Agence spatiale européenne et la NASA; et le Square Kilometer Array, un réseau de radiotélescopes coordonné au niveau mondial, le plus gros effort de ce type entrepris à ce jour. Ces instruments observeront des volumes d’espace des dizaines, voire des centaines de fois plus importants que ceux étudiés auparavant. Ils rechercheront des amas de galaxies que les chercheurs pourront ensuite analyser et décrire. Les données de ces expériences nous permettront d’améliorer notre compréhension de la gravité et nous donneront même la possibilité d’en savoir plus sur la physique complexe des premiers instants qui ont suivi la naissance de l’Univers. Le projet COSMOFLAGS a mis au point la modélisation mathématico-physique appropriée et précise qui était nécessaire pour analyser ces données et s’est penché sur les moyens de combiner la puissance des deux expériences. En combinant ces expériences, le projet a ouvert des possibilités de recherche beaucoup plus puissantes pour les scientifiques. Ces outils seront utiles non seulement pour les chercheurs européens, mais aussi pour les scientifiques du monde entier. «Nous avons démontré que certaines études – portant notamment sur le fonctionnement de la gravité et la nature des trous noirs – ne pouvaient être menées à bien qu’en combinant différentes expériences», déclare le Dr Alvise Raccanelli, cosmologiste au CERN et chercheur principale du projet COSMOFLAGS. Il existe pourtant encore plus d’informations contenues dans des schémas statistiques d’ordre supérieur, comme les fonctions de corrélation à trois points ou plus. Ces dernières augmentent la probabilité de trouver des triplets de coordonnées, des triangles constituant des «formes» cosmologiques plus grandes. «Il s’avère que cette information essentielle, contenue dans la fonction à trois points, est extrêmement précieuse et qu’elle donne des informations sur la physique fondamentale à l’œuvre à la naissance de l’Univers, ainsi que sur la nature fondamentale de la gravité», déclare la professeure Licia Verde de l’Université de Barcelone, en Espagne, coordinatrice du projet COSMOFLAGS. «C’est néanmoins très compliqué à modéliser et à mesurer, d’où les efforts entrepris par ce projet.» Sur un plan purement scientifique, l’équipe a obtenu les résultats escomptés, mais elle s’est également appuyée sur ces derniers pour ouvrir de nouvelles voies de recherche intéressantes. «Nous avons notamment combiné différentes compétences de notre groupe pour commencer à nous intéresser aux synergies entre les études galactiques et les détecteurs d’ondes gravitationnelles», déclare le Dr Raccanelli. Le Dr Raccanelli remercie le Conseil européen de la recherche d’avoir cru en ses recherches et de les avoir financées pendant ces deux années, ainsi que l’Université de Barcelone et en particulier la professeure Licia Verde d’avoir accueilli le projet bénéficiant de la bourse et de l’avoir aidé dans ses recherches. «Je pense qu’un effort commun de recherche à l’échelle européenne est fondamental pour être compétitif au niveau mondial», ajoute-t-il.
