L'univers, peut-être étonnamment, n'est pas composé de galaxies réparties au hasard dans l'espace; C'est, ce n'est pas très homogène. Au lieu, ses galaxies sont regroupées en structures distinctes, filaments typiquement gigantesques séparés par de vastes vides - la "structure à grande échelle (LSS), " une architecture dont la découverte et les cartographies ont été lancées par les astronomes du CfA il y a une trentaine d'années. Les astronomes ont depuis combiné des cartes LSS avec les résultats du rayonnement de fond cosmique micro-ondes (CMBR) et des idées sur le big bang inflationniste pour assembler une image remarquablement cohérente de l'univers , ses origines et son évolution.

Des mystères demeurent, par exemple la matière noire, qui devrait également se rassembler dans des structures à grande échelle. Les astronomes de CfA David James et Tony Stark étaient membres d'une grande équipe internationale qui a utilisé des photons de galaxies dans l'univers primitif (« galaxies traceuses ») pour sonder le LSS plus en détail. Alors que ces photons traversent l'univers en route vers nous, leurs trajectoires sont perturbées par les influences gravitationnelles du LSS, y compris en particulier les effets de lentilles gravitationnelles. Les emplacements apparents des jeunes galaxies projetées sur le ciel et leurs distributions statistiques sont sensibles à la fois au courant et à l'évolution de la géométrie et de la structure de la matière dans l'univers.

Les astronomes ont reconnu que bien que les détails de la distribution de masse projetée soient extrêmement complexes, l'utilisation des ratios de certains paramètres pourrait éviter certaines incertitudes, leur permettant d'obtenir des contraintes importantes sur les modèles actuels d'évolution cosmique. L'équipe a combiné les observations du Dark Energy Survey (un relevé optique qui a cartographié des millions de galaxies), le South Pole Telescope (une installation à ondes submillimétriques étudiant le CMBR et les galaxies primitives), et la mission Planck (un vaisseau spatial d'enquête infrarouge lointain et millimétrique). Un avantage particulièrement précieux de cette approche est qu'elle ne nécessite pas de connaître les distances aux galaxies traceuses (les distances exigeraient qu'elles puissent mesurer les faibles décalages vers le rouge spectroscopiques). Les scientifiques ont pu obtenir des contraintes avec une précision d'environ dix pour cent sur certains des paramètres détaillés des modèles cosmologiques actuels, et ils prévoient qu'avec des recherches plus poussées, ces techniques leur permettront même de contraindre certaines des caractéristiques essentielles de la matière noire, comme son équation d'état, et des propriétés qui jusqu'à présent sont restées insaisissables.