Les astronomes ont joué à un jeu de devinettes avec des implications cosmologiques. Travaillant à partir d'un catalogue fictif de galaxies préparé par une équipe japonaise, deux équipes américaines ont correctement deviné les paramètres cosmologiques utilisés pour générer le catalogue avec une précision de 1% près. Cela nous donne l'assurance que leurs méthodes seront capables de déterminer les paramètres corrects de l'univers réel lorsqu'elles seront appliquées aux données d'observation.

Les équations de base régissant l'évolution de l'univers peuvent être dérivées de calculs théoriques, mais certains des nombres dans ces équations, les paramètres cosmologiques, ne peut être déduit que par des observations. Paramètres cosmologiques liés aux parties inobservables de l'univers, comme la quantité de matière noire ou l'expansion de l'univers entraînée par l'énergie noire, doivent être déduits en examinant leurs effets sur la distribution des galaxies visibles. Il y a toujours de l'incertitude lorsque l'on travaille avec la partie sombre de l'univers, et il est difficile d'être sûr que les modèles et l'analyse des données sont exacts.

Pour tester l'analyse des données, une équipe japonaise dirigée par Takahiro Nishimichi à l'Université de Kyoto et le Kavli IPMU (note) à l'Université de Tokyo a utilisé le supercalculateur ATERUI II de l'Observatoire astronomique national du Japon pour créer 10 univers fictifs avec un volume total 100 fois plus grand que même le plus vastes études de galaxies jusqu'à présent. Le grand volume, grande plage dynamique, et une haute résolution réalisable uniquement avec le supercalculateur le plus puissant au monde dédié à l'astronomie étaient nécessaires pour séparer les erreurs systématiques dans les modèles d'analyse des erreurs aléatoires dues à des coïncidences dénuées de sens dans les données. Les paramètres cosmologiques utilisés pour faire évoluer ces univers fictifs ont été choisis au hasard dans la gamme de valeurs raisonnablement attendues. L'équipe japonaise a préparé un catalogue répertoriant les positions des galaxies dans la simulation similaire aux catalogues produits par de vrais télescopes observant le ciel. L'équipe japonaise a ensuite mis au défi d'autres astronomes de deviner les nombres utilisés pour générer le catalogue.

Deux équipes américaines ont accepté le défi. Travailler de manière autonome et en utilisant différentes méthodes, les deux équipes ont analysé les données japonaises avec des outils utilisés pour de véritables relevés d'astronomie. Chaque équipe n'avait qu'une seule chance de deviner les chiffres, et les deux équipes ont produit des réponses à moins de 1% des valeurs réelles. Cela montre que ces méthodes devraient donner des résultats corrects lorsqu'elles sont appliquées à des données d'observation réelles.

Alors quels étaient les bons chiffres ? Ils sont toujours secrets afin que davantage d'équipes puissent jouer à deviner les chiffres. De cette façon, les données du défi continueront de soutenir le développement et la mise à l'essai de techniques d'analyse cosmique.

Ces résultats sont apparus comme Nishimichi et al. « Défi aveugle pour la cosmologie de précision avec une structure à grande échelle :résultats de la théorie des champs efficace pour le spectre de puissance de la galaxie à décalage vers le rouge » dans Examen physique D le 28 décembre 2020.