introduction
Chapitre 1 Météo et climat
Chapitre 2 : Matière noire, énergie sombre et toile cosmique
Chapitre 3 : Galaxies et sous-grilles
Chapitre 4 Trous noirs
Chapitre 5 : La mécanique quantique et l'origine de l'univers
Chapitre 6 Simulation d'accident
Chapitre 7 : Simulation, science et réalité
Remerciements│Note du traducteur│Notes│Index

Comme l'a révélé le sculpteur d'espaces virtuels Andrew Pontzen,
Le potentiel illimité de la recherche en simulation spatiale

Pour comprendre la simulation spatiale, il faut d'abord comprendre précisément ce qu'est une simulation.
La simulation est « une technologie qui prédit les résultats qui apparaîtraient dans des situations réelles en modélisant un phénomène ou un événement spécifique sur un ordinateur et en l'exécutant virtuellement. »
Les simulations sont étroitement liées à notre vie quotidienne, notamment les simulations de vol, les simulations atmosphériques telles que les prévisions météorologiques, les jeux vidéo, les effets spéciaux et la planification financière.
Parmi elles, la recherche par simulation ciblant le domaine spatial est celle à laquelle travaille Andrew Pontzen, l'auteur de ce livre.
Il est facile de se représenter la différence entre une fourmi isolée et une colonie de fourmis.
Les fourmis sont des créatures fragiles qui semblent incapables de faire quoi que ce soit seules, mais lorsqu'elles se regroupent, elles font preuve d'un comportement collectif étonnant, comme aplanir les routes accidentées, construire de grands ponts et trouver de la nourriture.
L'univers est similaire.
Si le comportement des particules individuelles peut être expliqué par les théories physiques existantes, il est difficile d'expliquer clairement le processus par lequel elles s'assemblent pour former des nuages ​​de gaz et de poussière, puis des étoiles et des galaxies.
Ce que nous savons aujourd'hui, c'est que « il y a des milliards d'années, des nuages ​​de gaz se sont agglomérés sous l'effet de leur propre gravité pour former des étoiles », résultat de simulations sophistiquées.
L'objectif de la recherche en simulation spatiale n'est pas de découvrir la profonde providence de l'univers, mais de comprendre les principes collectifs et les relations de la matière, comme les particules, les étoiles et les nuages ​​de gaz, dans l'univers.
Cet ouvrage, qui présente un raccourci vers la recherche en simulation spatiale que les astrophysiciens poursuivent sans relâche depuis 50 ans, tout en identifiant clairement ses limites, deviendra un manuel de référence dans le domaine de la simulation spatiale.


Le chapitre 1 commence par une prévision météorologique, très proche de la réalité, pour vous aider à comprendre la simulation.
Les chapitres 2 à 5 traitent de la matière noire, de l'énergie noire, des trous noirs, des galaxies et de la mécanique quantique, qui sont les mystères non résolus de l'univers, et examinent le rôle des simulations dans la découverte des origines de l'univers.
Le chapitre 6 se projette dans l'avenir des progrès technologiques directement liés à la simulation, tels que l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, qui deviennent des outils de recherche importants dans divers domaines, y compris la cosmologie.
Le chapitre 7 se conclut par la présentation de l’hypothèse de la simulation, c’est-à-dire le débat sur la question de savoir si le monde dans lequel nous vivons est une simulation.


De la matière noire à la mécanique quantique, un laboratoire spatial informatisé qui parcourt l'immensité de l'espace.

Au XIXe siècle, le météorologue américain Cleveland Abbey et les physiciens écossais Louis Fry Richardson et Dorothy Richardson ont reconnu l'importance de la simulation avant même l'existence des ordinateurs et ont proposé une série de méthodes de calcul qui soulignaient l'importance des « conditions initiales » et des « règles ».
Depuis l'avènement des ordinateurs, de nombreux scientifiques se sont efforcés de rendre possibles des simulations comme celles d'aujourd'hui en se basant sur les théories de leur époque, notamment Charles Babbage, le premier développeur d'ordinateurs ; Ada Lovelace, la première programmeuse informatique au monde ; John von Neumann, mathématicien qui a souligné plus que quiconque l'importance des prévisions météorologiques ; et Grace Hopper, qui a créé le premier code que nous utilisons aujourd'hui.
Une autre raison pour laquelle ce livre est si fascinant est qu'il retrace l'histoire des sciences à travers le prisme de figures individuelles, et il est particulièrement fascinant parce qu'il détaille les réalisations de femmes scientifiques qui sont souvent restées méconnues au sein de la communauté scientifique.


Ainsi, grâce aux progrès de l'informatique, les simulations qui ont débuté à la fin du XIXe siècle pour les prévisions météorologiques ont évolué jusqu'à traiter des échelles astronomiques, et leur champ d'application s'est étendu à l'espace.
Les chapitres 2 à 5 sont consacrés à l'exploration des éléments clés de la recherche cosmologique, notamment la matière noire, l'énergie noire, les galaxies, les trous noirs et la mécanique quantique.
Il couvre notamment en détail les travaux de recherche menés par les scientifiques sur la matière noire, l'énergie noire, les galaxies, les trous noirs et la mécanique quantique, tout en présentant des résultats concrets obtenus grâce à des études de simulation.
Parmi eux, la matière noire et l'énergie sombre sont des sujets qui reviennent constamment dans la recherche en cosmologie.
Dans les années 1980 et 1990, les astronomes ont apporté la plus grande contribution à la preuve de l'existence de la matière noire et de l'énergie noire grâce à des données d'observation et des simulations. C'est également à cette époque qu'ils ont commencé à classifier systématiquement les composantes de l'univers à l'aide de télescopes astronomiques pilotés par ordinateur.
Le boson de Higgs, découvert en 2012 au CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), a été découvert plus d'un demi-siècle après que son existence ait été prédite théoriquement, en même temps que Neptune et les neutrinos. Son identité a été établie grâce à une simulation de collision réalisée au préalable.
De même que la découverte du boson de Higgs a laissé une empreinte indélébile, nous pouvons nous réjouir des résultats de simulation qui seront obtenus lorsque l'identité de la matière noire et de l'énergie sombre sera révélée.

S'interroger sur l'avenir de la cosmologie
La simulation comme pont entre la théorie et l'expérimentation

Dans le dernier chapitre, l'auteur présente une hypothèse intéressante.
« Et si le monde dans lequel nous vivons était lui-même une simulation géante ? » Comme le montre le film [Matrix], l'idée que la réalité est une simulation est un thème récurrent des films et des livres de science-fiction depuis les années 1950, lorsque les ordinateurs ont commencé à devenir un sujet d'intérêt public.
Mais l'hypothèse de la simulation n'intéresse pas que les auteurs de science-fiction.
Des scientifiques de renom, dont le physicien quantique Seth Lloyd, le physicien Brian Greene, le biologiste évolutionniste Richard Dawkins et l'astronome Neil Tyson, prennent au sérieux l'hypothèse de la simulation.
L'auteur adopte une position critique vis-à-vis de l'hypothèse de la simulation, invoquant des raisons réalistes telles que les limitations des ordinateurs numériques et quantiques, et apporte des preuves concrètes de son inexactitude. Il s'agit néanmoins d'une question importante à considérer dans une perspective d'avenir pour la science.


Comme Andrew Pontzen le souligne également tout au long du livre, les simulations ont des limites évidentes.
Les simulations ne peuvent pas résoudre tous les problèmes que la physique théorique ne peut pas résoudre aujourd'hui.
Toutefois, si les simulations peuvent apporter des réponses à des phénomènes astronomiques difficiles à calculer directement et à expérimenter en peu de temps, alors les simulations elles-mêmes servent de « pont entre la théorie et l'expérience ».
Le véritable accomplissement de la simulation réside dans la compréhension de la manière dont des phénomènes complexes émergent de règles simples codées dans la simulation.
L'auteur affirme que le véritable sens de la recherche par simulation réside dans « la collaboration entre des personnes qui relient des idées scientifiques diverses et produisent des résultats ».
La recherche en simulation spatiale est un domaine d'étude aux possibilités infinies, comparables à celles d'un nouveau-né.
Grâce aux progrès des technologies de pointe, la recherche par simulation, qui inaugurera une nouvelle ère de la cosmologie, jouera un rôle crucial dans la découverte des secrets de l'univers qui restent encore à percer.