La cosmologie vit une ère riche avec de nombreux projets visant à contraindre l’énergie sombre et la matière noire comme le satellite européen Euclid qui a été lancé à l'été 2023. Mais les observables sont toujours liées à la matière « visible » (les baryons) qui non seulement n’est pas un traceur direct de la matière noire, mais aussi rétroagit sur cette dernière. Si ces effets ne sont pas pris en compte précisément, ils induisent des biais et potentiellement des tensions apparentes, dont certaines existent déjà, entre les divers relevés et sondes cosmologiques.
UNE GRANDE PREMIÈRE
La prise en compte de ces effets dits baryoniques repose typiquement sur des simulations numériques hydrodynamiques. Une difficulté majeure est que la physique des baryons s’exprime notamment aux échelles des galaxies, voire des étoiles, à partir desquelles elle rétroagit aux plus grandes échelles de l'Univers qui sont le cœur de cible des observations cosmologiques. Cependant nous n'avons pas aujourd'hui les ressources pour produire de telles simulations couvrant de très grands volumes avec suffisamment de résolution au cœur des galaxies.
Notre projet consiste à contraindre de manière robuste les effets baryoniques aux échelles et dans les environnements pertinents pour les sondages cosmologiques en réalisant pour la première fois des simulations hydrodynamiques zoomées à l’intérieur de grands volumes cosmologiques. In fine, ces simulations nous permettent une analyse plus précise des grands sondages cosmologiques et permettront de mieux comprendre si les tensions apparentes s’expliquent par la physique des baryons ou remettent en cause le modèle cosmologique actuel, voire, la physique sous-jacente.
Simulation cosmologique multi-échelles : densité et température du gaz