De nouvelles simulations sur superordinateur suggèrent que l'énergie noire, la force qui accélère l'expansion de l'univers, pourrait être dynamique plutôt que constante. Menée par des chercheurs au Japon, l'étude s'aligne sur les observations de l'instrument spectroscopique d'énergie noire (DESI). Cela pourrait remodeler la compréhension de la formation des structures cosmiques.
Depuis le début du XXe siècle, des preuves montrent que l'univers s'étend à un rythme accéléré, propulsé par l'énergie noire, une propriété mystérieuse de l'espace-temps. Le modèle standard Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) suppose que l'énergie noire reste constante, mais des données récentes de DESI suggèrent un composant d'énergie noire dynamique (DDE), remettant en question cette vue.
Une équipe dirigée par le professeur associé Tomoaki Ishiyama du Conseil d'amélioration de la transformation numérique de l'Université de Chiba au Japon, avec des collaborateurs Francisco Prada de l'Instituto de Astrofísica de Andalucía en Espagne et Anatoly A. Klypin de la New Mexico State University aux États-Unis, a réalisé des simulations étendues. Publié dans Physical Review D (Volume 112, Numéro 4), l'étude a utilisé le superordinateur japonais Fugaku pour trois simulations N-body à haute résolution, chacune avec un volume huit fois plus grand que les efforts précédents.
Une simulation a suivi le modèle Planck-2018 ΛCDM, tandis que deux ont incorporé DDE. Une troisième a utilisé des paramètres des données de la première année de DESI, incluant une augmentation de 10 % de la densité de matière. Les résultats ont montré des effets subtils du DDE seul, mais avec une densité de matière ajustée, le modèle DDE a prédit 70 % plus d'amas de galaxies massifs dans l'univers primitif par rapport au modèle standard. Cette densité plus élevée renforce l'attraction gravitationnelle, accélérant la formation d'amas.
Les simulations correspondent également aux observations DESI en oscillations acoustiques baryoniques (BAOs), avec le pic BAO se déplaçant de 3,71 % vers des échelles plus petites. L'amas de galaxies était plus fort à des échelles plus petites dans le modèle DDE, en accord avec les données.
"Nos grandes simulations démontrent que les variations des paramètres cosmologiques, en particulier la densité de matière dans l'Univers, ont une influence plus grande sur la formation de structures que le composant DDE seul," déclare le Dr. Ishiyama.
Ces résultats préparent les enquêtes futures comme le spectrographe Subaru Prime Focus et DESI, qui affineront les paramètres cosmologiques.