Accélérer la recherche sur l'évolution du système solaire
Documenter l'évolution du système solaire peut sembler être un processus aussi long que la formation des planètes elle-même. Mais cela n'a pas empêché les scientifiques de s'y atteler, et leurs travaux ont mené au développement de méthodes mathématiques et simulation numériques qui ont permis de retourner 250 milliards d'années en arrière dans l'histoire du système solaire. Dans une tentative d'obtenir un tableau complet de l'évolution du système solaire plus rapidement, des mathématiciens de la Faculté d'informatique de l'université du Pays Basque (UPV/EHU) ont développé de nouvelles méthodes numériques pour l'exécution rapide et précise de calculs de simulation. L'équipe à l'UPV/EHU a exploité le potentiel de recherche d'une collaboration interdisciplinaire en coopération avec des mathématiciens, des informaticiens, des physiciens et des astronomes des universités de Valence et de Castellon et de l'Observatoire de Paris. «Un astronome connu du nom de Jacques Laskar de l'Observatoire de Paris travaille sur l'évolution du système solaire», explique Ander Murua, un mathématicien de l'université basque. «Entre autres, M. Laskar a développé des modèles mathématiques précis du système solaire et en utilisant des méthodes numériques sur des ordinateurs puissants, il a pu réaliser des calculs pour comprendre comment le système solaire a évolué pendant des millions d'années.» L'équipe de Laskar a réalisé leur dernière simulation il y a environ trois semaines et a pu remonter jusqu'à 250 millions d'années. Les ordinateurs ont pris une année entière pour accomplir cette tâche. Néanmoins, selon les dires de M. Laskar, bien que les résultats obtenus pour les dernières 50 millions d'années étaient fiables, les résultats plus anciens perdent de leur fiabilité en raison du caractère chaotique du système. «Manifestement, la prochaine fois que l'équipe française réalisera une simulation, elle visera une fiabilité de résultats pour une période de 70 milliards d'années, en affinant le modèle mathématique et en améliorant les méthodes numériques pour les calculs», commente M. Murua. M. Laskar a lancé un défi par des connaissances mutuelles aux mathématiciens de l'UPV/EHU de développer des simulations plus rapides et plus précises. Cela a mené à une collaboration plus large et poussé Murua et les informaticiens Joseba Makazaga et Mikel Antoñana à unir leurs forces à la faculté d'informatique de l'université basque pour mieux définir l'approche de Laskar. «Nous avons répondu au défi de Laskar et nous avons amélioré ses méthodes numériques utilisées dans la simulation», commente M. Murua. «Notre équipe est largement responsable du développement de méthodes numériques plus efficaces que celles actuellement utilisées. D'abord, nous sommes parvenus à une meilleure précision et ensuite nous avons pu considérablement réduire le temps nécessaire pour l'exécution des calculs.» En fait, ils ont réalisé plusieurs expériences pour vérifier la validité de leurs nouvelles méthodes numériques et ont pu observer que la simulation peut être exécutée dix fois plus vite qu'avec les anciennes méthodes. «Nous ne savons pas quand M. Laskar espère recommencer la simulation, mais quand il le fera, il ne faudra pas attendre un an pour obtenir des résultats, mais plutôt quelques semaines», explique M. Murua. Dans l'entretemps, une explication des méthodes numériques développées a été publiée dans la revue scientifique Applied Numerical Mathematics dans un article intitulé «New families of symplectic splitting methods for numerical integration in dynamical astronomy». En plus, M. Murua a annoncé qu'ils publieront également les résultats de la comparaison entre les nouvelles méthodes et les anciennes dans la revue Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.Pour de plus amples informations, consulter: http://www.elhuyar.org/EN
Pays
Espagne