material density repartition, HORIZON MareNostrum simulation (2048 processors, box size 50 Mpc/h)
Today our Universe is made up of stars, galaxies, clusters of galaxies but also huge voids. Yet when it was born over 13 billion years ago, matter was evenly distributed.
To understand the physical mechanisms responsible for this scenario, we need to trace the history of galaxies and their clustering by combining the three pillars which are observations, theoretical data modelling and numerical simulations.
This synergy covers a wide range of spatial scales and physical processes :
- from the physics of the interstellar medium to large-scale cosmological structures and wavelength domains;
- from far infrared to X-rays.
Plusieurs décennies après sa découverte, la nature de la matière noire reste une énigme. Récemment, des observations astrophysiques ont motivé de nouveaux modèles cosmologiques dits "matière noire tiède" et "matière noire ultra-légère", pour expliquer ses propriétés. Les spectres des quasars mesurés en particulier par les relevés BOSS auprès du télescope Sloan et XQ100 auprès du VLT ont permis aux chercheurs du DPhP de les tester. Leurs observations favorisent l'hypothèse d'une matière noire froide standard, et placent parmi les contraintes les plus fortes sur les masses de ces particules.
Les observations cosmologiques et astrophysiques démontrent l'existence d'une matière noire, source principale des forces de gravité qui produisent et soutiennent les grandes structures de l'univers. Malgré plusieurs décennies d'investigations, la nature de cette matière noire reste en revanche inconnue. En particulier aucune trace de particules de type WIMPs, longtemps évoquées, n'a été trouvée à ce jour que ce soit au LHC, dans les expériences de détection dite directe comme EDELWEISS, ou indirecte comme HESS. D'autres modèles de matière noire font donc l'objet d'attentions croissantes.
