Uchuu est la plus grande simulation de l'histoire de l'univers jamais réalisée. Accessible à tous et déjà utilisé dans plusieurs universités, il permet de comprendre la vie des galaxies.
Il s'appelle Uchuu, qui signifie "espace profond" en japonais, et constitue la plus grande et la plus réaliste simulation jamais créée de l'univers tel qu'il est aujourd'hui. Présentée dans le dernier numéro du Royal Astronomical Journal, la simulation de Tomoaki Ishiyama aide déjà la recherche astronomique dans le monde entier.
Uchuu : 13 milliards d'années d'histoire
L'échelle de l'immense simulation, dont le code a été écrit par le professeur Ishiyama mais dont le développement a impliqué des chercheurs de l'autre bout du monde, n'est pas seulement physique, couvrant pour la première fois dans l'histoire une distance de plus de 9 milliards d'années-lumière d'un bout à l'autre.
Uchuu a été développé grâce à ATERUI II, l'ordinateur le plus puissant utilisé en sciences astronomiques actif depuis 2018, afin d'étudier l'évolution des concentrations de matière noire dont sont issues les galaxies.
Il s'agit d'une simulation centrée sur les objets à grande échelle, c'est pourquoi les planètes individuelles ne sont pas détaillées, et notamment sur leur évolution dans le temps. Dans ce cas, des milliards d'années d'histoire sont nécessaires pour étudier la formation des galaxies. Uchuu couvre 13,8 milliards d'années de l'histoire de l'univers.
Uchuu est déjà utilisé par des étudiants et des institutions du monde entier : Julia F. Ereza, étudiante à l'Institut d'astrophysique d'Andalousie, l'a déjà utilisé pour analyser la structure à grande échelle de l'univers.
"Uchuu est comme une machine à remonter le temps : on peut avancer, reculer, arrêter le temps, zoomer sur une seule galaxie ou s'éloigner pour voir l'ensemble de l'amas", explique l'étudiant. "Nous pouvons voir ce qui se passe réellement à chaque instant et à chaque endroit de l'univers, depuis les premiers jours jusqu'à aujourd'hui". Uchuu n'est dévoilé au monde que depuis quelques jours, mais il constitue déjà un outil fondamental pour l'étude du cosmos.
L'univers pour tous
Uchuu est une simulation comprenant plus de 2 trillions de particules dans un cube de calcul de 9 milliards d'années-lumière. Toutes les données d'Uchuu ont été mises à disposition dans un catalogue de 100 téraoctets, qu'aucun ordinateur personnel n'est évidemment en mesure de télécharger. Ainsi, la plus grande simulation de l'univers jamais créée a été mise à la disposition du public mondial via un nuage, hébergé par l'institution andalouse d'Eereza.
Bien sûr, pour accéder de manière productive à l'infini de l'univers simulé, il faut avoir quelques compétences de base : il faut connaître le modèle cosmologique standard, pour commencer.
Mais l'idée d'Ishiyama est vraiment inclusive, au moins sur le plan technologique : "pour produire Uchuu, nous avons utilisé les 40 200 processeurs disponibles, en usage exclusif pendant 48 heures par jour. 'Nous avons consommé vingt millions d'heures de travail sur superordinateur', explique Ishiyama, 'et généré l'équivalent de 894 784 853 photos d'un téléphone portable de 12 mégapixels.'
Les futures versions d'Uchuu comporteront des simulations internes, par exemple de la formation de galaxies spécifiques et de noyaux galactiques actifs, qui nous permettront de découvrir beaucoup de choses sur l'origine de l'univers et son avenir.