Si vous ne comptez que sur l'affaire que nous pouvons voir, notre galaxie entière ne devrait pas exister. L'attraction gravitationnelle combinée de chaque lune connue, planète, et l'étoile n'aurait pas dû être assez forte pour produire un système aussi dense et complexe que la Voie lactée.

Alors, qu'est-ce qui maintient tout cela ensemble?

Les scientifiques pensent qu'il y a une grande quantité de matière supplémentaire dans l'univers que nous ne pouvons pas observer directement – ​​ce qu'on appelle la « matière noire ». Bien qu'on ne sache pas de quoi est faite la matière noire, ses effets sur la lumière et la gravité sont apparents dans la structure même de notre galaxie. Cette, combiné avec l'« énergie noire » encore plus mystérieuse qui accélère l'expansion de l'univers, pourrait représenter jusqu'à 96 pour cent de l'ensemble du cosmos.

Dans un effort ambitieux dirigé par le Laboratoire National d'Argonne, les chercheurs du Biocomplexity Institute de Virginia Tech tentent maintenant d'estimer les principales caractéristiques de l'univers, y compris ses distributions relatives de matière noire et d'énergie noire. Le département américain de l'Énergie a approuvé un financement de près d'un million de dollars pour l'équipe de recherche, qui a été chargé de tirer parti de simulations informatiques à grande échelle et de développer de nouvelles méthodes statistiques pour nous aider à mieux comprendre ces forces fondamentales.

Pour capturer l'impact de la matière noire et de l'énergie noire sur les observations scientifiques actuelles et futures, l'équipe de recherche prévoit de s'appuyer sur certaines des puissantes technologies prédictives qui ont été utilisées par le Biocomplexity Institute pour prévoir la propagation mondiale de maladies comme Zika et Ebola. En utilisant des données d'observation provenant de sources telles que le Dark Energy Survey, les scientifiques tenteront de mieux comprendre comment ces éléments "sombres" ont influencé l'évolution de l'univers.

"Cela semble un peu incroyable, mais nous avons fait des choses similaires dans le passé en combinant des méthodes statistiques avec des simulations de superordinateur, regarder les épidémies, " a déclaré Dave Higdon, professeur au Laboratoire d'analyse sociale et décisionnelle du Biocomplexity Institute et membre du corps professoral du Département de statistique, partie du Virginia Tech College of Science.

"En utilisant des méthodes statistiques pour combiner les données d'entrée sur la population, modèles de mouvement, et le terrain environnant avec des simulations détaillées peut prévoir comment les conditions de santé dans une zone évolueront de manière assez fiable - ce sera un test intéressant pour voir à quel point ces mêmes principes fonctionnent à l'échelle cosmique. »

Si cet effort est couronné de succès, les résultats profiteront aux études cosmologiques à venir et pourraient faire la lumière sur un certain nombre de mystères concernant la composition et l'évolution de la matière noire et de l'énergie noire. Quoi de plus, par ingénierie inverse de l'évolution de ces éléments, ils pourraient fournir des informations uniques sur plus de 14 milliards d'années d'histoire cosmique.