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L’Univers ne cesse de surprendre les astronomes, révélant des voisins insoupçonnés de la Voie lactée et des collisions titanesques de trous noirs. Deux découvertes récentes, issues de recherches internationales, offrent un éclairage inédit sur la formation des galaxies et l’évolution des objets les plus extrêmes de notre cosmos.

Des Galaxies Orphelines en Orbite autour de la Voie lactée

Des chercheurs de l’université de Durham ont récemment dévoilé, grâce à des simulations numériques avancées, l’existence possible de dizaines de petites galaxies presque invisibles, gravitant silencieusement autour de la Voie lactée. Surnommées « galaxies orphelines », ces entités se sont formées lorsque l’attraction gravitationnelle de notre galaxie a arraché à de nombreux satellites leur enveloppe de matière noire, les rendant quasiment indétectables.

L’enjeu scientifique est de taille : découvrir ces galaxies cachées permettrait de valider le modèle de la Matière noire froide lambda (ΛCDM), aujourd’hui référence pour expliquer la structure et l’évolution de l’Univers. Selon cette théorie, seulement 5 % de l’Univers est constitué de matière ordinaire, tandis que la matière noire froide et l’énergie sombre en composent la quasi-totalité.

Jusqu’ici, la présence de ces mini-galaxies n’était confirmée ni dans les simulations, ni par les télescopes. Désormais, de nouveaux outils comme la caméra LSST de l’Observatoire Rubin pourraient permettre de les détecter enfin, renforçant notre compréhension de la façon dont les galaxies grandissent et s’organisent dans l’espace.

Des Trous Noirs Géants et des Fusions Inédites

Parallèlement à cette chasse aux galaxies perdues, une autre découverte fascine la communauté scientifique : la détection d’une collision record entre deux trous noirs massifs. L’événement, nommé GW 231123, a été enregistré le 23 novembre 2023 et représente la fusion la plus massive jamais observée par ondes gravitationnelles, donnant naissance à un objet plus de 225 fois plus lourd que le Soleil.

Ce qui interpelle les spécialistes, c’est que chacun des trous noirs impliqués dépassait la masse limite théorique permise par l’effondrement d’une étoile seule. Les chercheurs pensent donc qu’ils sont le fruit de précédentes fusions, illustrant à quel point l’Univers est un lieu de rencontres et de transformations extrêmes.

Mark Hannam, physicien à l’université de Cardiff, souligne : « Cette observation remet en cause les modèles classiques de formation des trous noirs. Nous devons repenser nos idées sur la croissance de ces objets énigmatiques. »

La Cosmologie Moderne Face à de Nouveaux Défis

Ces deux avancées illustrent la vitalité de la cosmologie moderne. La découverte possible de galaxies satellites ultra-faibles et l’analyse des signaux d’ondes gravitationnelles issues de fusions de trous noirs ouvrent des perspectives inédites : elles questionnent la validité de nos modèles actuels et enrichissent notre compréhension des lois qui régissent l’Univers.

L’essor des nouvelles technologies d’observation, associé à la puissance des supercalculateurs, permet désormais d’explorer des zones jusque-là inaccessibles et de révéler les secrets les plus enfouis du cosmos. Que ce soit à travers l’étude des structures galactiques ou des événements extrêmes comme les fusions de trous noirs, notre regard sur l’Univers continue d’évoluer, porté par une quête de connaissances sans limite.

Alors que l’intelligence artificielle transforme profondément la manière dont les ingénieurs conçoivent aussi bien des microprocesseurs que des dispositifs biomédicaux, il devient crucial d’adapter les compétences humaines à l’évolution technologique. C’est autour de cette problématique que s’est tenu, le 17 avril, un forum organisé par la Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering de l’Université Cornell, sous le thème « Simulation et formation en conception : combler les écarts de compétences à l’ère de l’IA ».

Cette journée, qui s’inscrivait dans le cadre du KK Wang Industry Day annuel, s’est déroulée dans les bâtiments Upson et Duffield, réunissant enseignants-chercheurs, étudiants, anciens élèves et représentants de l’industrie. L’événement a été soutenu par les entreprises de logiciels Ansys et Autodesk, ainsi que par eCornell. Parmi les participants figuraient des représentants de sociétés telles que Anduril Industries, ASM, ASML, Corning, Dominion Engineering, Moog et SpaceX.

Dans son discours d’ouverture, Lynden Archer, doyen de l’École d’ingénierie Joseph Silbert, a souligné l’importance des partenariats industriels dans l’élaboration des programmes pédagogiques de Cornell, en particulier dans un contexte marqué par l’essor fulgurant de la science des données, de l’apprentissage automatique et de l’IA. « Les entreprises sont au contact direct des problèmes, des clients, des besoins réels du terrain. En partageant cela avec nous, elles nous permettent de concevoir un cadre éducatif pertinent, adaptable à d’autres contextes », a-t-il affirmé. Il a également rappelé que ces collaborations incluent le partage des résultats de recherche, un levier essentiel selon lui pour progresser ensemble.

Tout au long de la journée, des tables rondes et des sessions thématiques ont abordé les façons de renforcer la synergie entre l’université et le monde industriel, afin de préparer les étudiants aux mutations du métier d’ingénieur, notamment à travers l’évolution des logiciels de conception et de simulation.

David Erickson, directeur de la Sibley School, a mis en lumière le rôle central que joue la simulation dans la formation en ingénierie. Il a notamment évoqué le Swanson Simulation Program, intégré aux cursus depuis plus de 25 ans grâce à un don de John Swanson (promotion 1961, master 1963), fondateur d’Ansys. « La vision de John, selon laquelle chaque ingénieur doit maîtriser la simulation, reste notre fil conducteur », a déclaré Erickson. Il a précisé que cette approche s’étend désormais à des programmes certifiants et à distance, suivis par des centaines de milliers d’apprenants dans le monde entier.

Rajesh Bhaskaran, directeur du programme Swanson, a pour sa part insisté sur l’impact de la démocratisation de la simulation à Cornell, rendue possible par l’accès à des outils professionnels adaptés aux exigences du secteur. Il a illustré son propos par des exemples issus de 21 cours différents, où les étudiants utilisent la simulation pour des projets concrets. L’un d’eux porte sur la modélisation de l’écoulement sanguin dans l’artère carotide dans le cadre d’un cours de deuxième année en ingénierie biomédicale. « Sans la simulation, les étudiants ne pourraient travailler sur des géométries réalistes », a-t-il précisé, soulignant l’enrichissement pédagogique de cette méthode.

Durant la session d’affiches, les étudiants ont présenté les projets de recherche qu’ils développent avec les logiciels de conception et de simulation : contrôle thermique des engins spatiaux, murs en béton imprimés en 3D, instruments de fusion nucléaire, dispositifs chirurgicaux pour la colonne vertébrale ou encore systèmes agrivoltaïques.

D’autres étudiants ont démontré comment l’utilisation de ces outils leur permettait de prendre l’avantage dans des compétitions d’ingénierie, comme les courses de type Formula SAE ou Baja, en concevant et simulant des versions optimisées de leurs véhicules.

Le KK Wang Industry Day rend hommage à Kuo King « KK » Wang, ancien professeur d’ingénierie à Cornell, dont l’héritage repose sur la conviction que les universités et l’industrie doivent entretenir des liens étroits. Un héritage également marqué par la création du Cornell Injection Molding Program, à l’origine de l’un des tout premiers simulateurs de moulage par injection commercialisés – une technologie intégrée par la suite aux solutions d’Autodesk.