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Daniel Pomarède

Daniel Pomarède, né le , est un astrophysicien français, chercheur de l’Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l’Univers au CEA Université Paris-Saclay. Il a co-découvert Laniakea, le superamas de galaxies auquel appartient notre galaxie la Voie Lactée. Spécialisé dans la visualisation de données et la Cosmographie, une branche de la Cosmologie dédiée à la cartographie du Cosmos, il est également co-auteur des découvertes du Répulseur du dipôle et du répulseur du Point Froid, deux grands vides cosmiques dont les propriétés ont des conséquences importantes pour la Cosmologie, et de la découverte du Mur du Pôle Sud, une grande structure située dans la direction du pôle sud céleste au-delà des frontières australes de Laniakea.

Daniel Pomarède
Naissance
France
Nationalité Drapeau de la France Française
Formation
Doctorat en physique des particules et cosmologie

Biographie

Daniel Pomarède est diplômé du Magistère Interuniversitaire de Physique, un cursus proposé conjointement par le Département de Physique de l'École Normale Supérieure de Paris et les Universités de Paris (1991-1994), au cours duquel il a travaillé sur des projets de recherche en Physique atomique, sur la violation de la Parité dans les atomes de césium dans le groupe de Marie-Anne Bouchiat au Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'ENS, en optique des guides d’ondes au Laser Research Group de l’Université de Manchester, et sur les extensions supersymétriques du Modèle Standard au Service de Physique Théorique du CEA Saclay[1]. Il a effectué son Service National en tant que coopérant scientifique au Laboratoire National de Brookhaven, New York, USA, et a obtenu le diplôme du Master of Science de l’Université de Caroline du Sud, contribuant à la préparation et l’analyse d’expériences de physique nucléaire sur la structure en spin du nucléon[2]. En 1999, il soutient sa thèse de Doctorat en Physique des Particules et Cosmologie, obtenue avec la mention très honorable avec les félicitations du jury à l’unanimité, au Laboratoire de Physique Nucléaire des Hautes Energies de l’Ecole Polytechnique, sur la recherche d’antimatière dans les rayons cosmiques, une recherche expérimentale utilisant le télescope de 10m de l’Observatoire du Whipple au Mont Hopkins en Arizona[3]. Il occupe ensuite des postes de chercheur postdoctoral au Service de Physique des Particules du CEA Saclay et au Département de Physique de l’Université de Rome, La Sapienza, sur la préparation de l’expérience ATLAS au CERN[4]. De retour à Saclay, il prend part en 2005 à la fondation du Projet COAST “Computational Astrophysics” de simulations massivement parallèles en astrophysique, dans le contexte duquel il développe le logiciel SDvision (pour « Saclay Data Visualization »)[5]. Depuis 2010 il applique ces techniques d’analyse et de visualisation de données dans le champ de la Cosmographie[6] - [7] - [8] - [9] - [10] - [11] - [12] - [13] - [14] - [15] - [16] - [17] - [18].


Recherche

Daniel Pomarède est co-auteur de plusieurs articles de cosmographie, dont l’objet est la cartographie de la distribution de matière et de la dynamique de l’Univers observable, parmi lesquels:

  • DĂ©couverte de Laniakea, notre superamas de galaxies (2014)[19]. Cette structure a Ă©tĂ© dĂ©couverte dans la cartographie du champ de vitesse reconstruit Ă  partir du catalogue de vitesses particulières et de distances des galaxies Cosmicflows-2, oĂą il apparait un bassin d’attraction au sein duquel les lignes de courant convergent sur un attracteur unique : le Grand Attracteur. Le volume qui renferme ce bassin d’attraction, de dimensions caractĂ©ristique 160 Mpc, permet de visualiser pour la première fois les frontières du superamas de galaxies auquel appartient notre galaxie, la Voie LactĂ©e. Cette structure est nommĂ©e Laniakea, association des termes HawaĂŻen Lani, ciel, et Akea, immense, en honneur des navigateurs et astronomes PolynĂ©siens qui utilisaient les Ă©toiles et les courants ocĂ©aniques pour se guider Ă  travers l’immensitĂ© de l’OcĂ©an Pacifique. Cette dĂ©couverte fait la couverture[20] de Nature[21], et est accompagnĂ©e d’un article « News »[22], d’un article « News & Views »[23], d’un Ă©ditorial[24], et d’une vidĂ©o Nature[25].
  • DĂ©couverte du RĂ©pulseur du DipĂ´le (2017)[26]. L’analyse et la visualisation des courants cosmiques ont rĂ©vĂ©lĂ© que le champ de vitesse diverge d’une rĂ©gion, a priori un grand vide cosmique, dont la position est anti-alignĂ©e avec la direction du mouvement de notre galaxie Ă  630 km/s (un mouvement qui cause un dipĂ´le dans la distribution sur la sphère cĂ©leste de la tempĂ©rature du rayonnement fossile du Fond Diffus Cosmologique). La matière s’écoulant depuis les vides sous-denses vers les rĂ©gions sur-denses, un vide exerce une force rĂ©sultante rĂ©pulsive pour les galaxies qui l’entourent, bien que la seule force fondamentale en jeu soit la gravitation, une force attractive. L’influence du RĂ©pulseur du DipĂ´le sur notre galaxie est comparable en amplitude Ă  celle de l’attracteur du superamas de Shapley. Cette dĂ©couverte a Ă©tĂ© publiĂ©e dans le journal nouvellement crĂ©Ă© Nature Astronomy.
  • DĂ©couverte du RĂ©pulseur du Point Froid (2017)[27]. La cartographie du champ de vitesse infĂ©rĂ© du catalogue Cosmicflows-3 rĂ©vèle la prĂ©sence d’un immense bassin de rĂ©pulsion situĂ© dans la direction du Point froid, une anomalie observĂ©e dans la distribution de la tempĂ©rature du rayonnement fossile du Fond Diffus Cosmologique. Une hypothèse avancĂ©e pour expliquer les propriĂ©tĂ©s de ce point froid serait la prĂ©sence d’un supervide ou d’une succession de vides moins important. La dĂ©couverte du RĂ©pulseur du Point Froid est un Ă©lĂ©ment supplĂ©mentaire en faveur de cette hypothèse.
  • DĂ©couverte du Mur du PĂ´le Sud (2020)[28]. Le Mur du PĂ´le Sud est une grande structure cosmologique observĂ©e dans la direction du pĂ´le sud cĂ©leste. Ce filament en forme d’arc embrasse les frontières australes du superamas Laniakea. Ce mur a environ la mĂŞme taille que le Grand Mur de Sloan, tout en Ă©tant deux fois plus proche[6].

Communication avec le public

Vidéos

La cosmographie repose sur des cartes qui peuvent prendre diverses formes, en particulier des vidéos et des visualisations interactives. Bien que destinées à l’origine aux spécialistes du domaine et publiées dans des journaux à comités de lecture, ces cartes vidéos sont également accessibles au grand public.

  • “Cosmography of the Local Universe” est une vidĂ©o de 17 minutes qui explore la structure de l’Univers proche et plus particulièrement la rĂ©gion du Grand Attracteur, grâce une cartographie issue du catalogue de galaxies Cosmicflows-1[29]. Discover Magazine l’a dĂ©crite en ces termes : “The Most Amazing Map You’ll See Today (No Matter What Day It Is)” [30]; “New Science of Cosmography Reveals 3-D Map of the Local Universe” (MIT Technology Review)[8]; “Spectacular Cosmographic Maps Chart Galaxies and Superclusters in Local Universe” (Wired) [9]; “This video is a trip – through the known universe” (Los Angeles Times)[10]; “Astronomers create stunning 3D space maps of Earth’s nearest galaxies” (METRO)[31]; “Cosmic Cartography: Here Is Your (Local) Universe” (Scientific American)[32].
  • La dĂ©couverte de Laniakea est l’objet d’une vidĂ©o Nature « Laniakea: Our home supercluster Â» qui a collectĂ© 6,7 millions de vues[33]. Cette vidĂ©o utilise des Ă©lĂ©ments de “Cosmography of the Local Universe” et de la vidĂ©o “Laniakea Supercluster”[34] produite pour la publication dans Nature.
  • “Action Dynamics of the Local Supercluster”[35] est possiblement la première visualisation interactive 4D Ă  ĂŞtre utilisĂ©e dans un article scientifique. PubliĂ©e dans Astrophysical Journal[36], cette animation interactive montre les trajectoires d’un ensemble de galaxies, groupes de galaxies, et amas de galaxies du Superamas Local reconstruites avec la MĂ©thode d’Action NumĂ©rique, avec une Ă©volution temporelle allant de - 13.25 milliards d’annĂ©es jusqu’au prĂ©sent.
  • "The Cosmic V-Web” est une carte de la Toile Cosmique proposĂ©e sous la forme d’une vidĂ©o de 11 minutes et d’une visualisation interactive en 3D[37]. InfĂ©rĂ©e de l’analyse des propriĂ©tĂ©s du champ de vitesse, cette carte a Ă©tĂ© publiĂ© dans Astrophysical Journal[38].
  • “Cosmicflows-3: Cosmography of the Local Void” est une vidĂ©o de 11 minutes explorant la carte du Vide Local, un vide cosmique en bordure duquel est situĂ© notre galaxie, la Voie LactĂ©e, ainsi que ses relations avec les vides voisins d’Hercules et du Sculpteur[39]. Elle a Ă©tĂ© publiĂ©e dans Astrophysical Journal[40].
  • “The Cold-Spot Repeller”[41] est une visualisation interactive qui cartographie le champ du potentiel gravitationnel et le champ de vitesse obtenus avec le catalogue Cosmicflows-3. PubliĂ©e dans Astrophysical Journal Letters[27], cette carte montre la structure en 3D des courants cosmiques qui divergent du RĂ©pulseur du Point Froid et du RĂ©pulseur du DipĂ´le et convergent de manière dominante sur l’Attracteur de Shapley.

Conférences publiques

Programmes Radio

Daniel Pomarède a été l’invité de plusieurs émissions de radio dédiées aux actualités de la science :

Liens externes

Notes et références

  1. ORCID
  2. Scholar
  3. Ecole Polytechnique Open Archive
  4. Scholar
  5. Scholar
  6. New York Times “Beyond the Milky Way, a Galactic Wall” Dennis Overbye, 10 juillet 2020
  7. NBC News “Master plan of the universe revealed in new galaxy maps” Corey S. Powell, Aug. 11, 2019
  8. MIT Technology review “New Science of Cosmography Reveals 3-D Map of the Local Universe” Emerging Technology from the arXiv, June 5, 2013
  9. Wired “Spectacular Cosmographic Maps Chart Galaxies and Superclusters in Local Universe” Adam Mann, June 12, 2013
  10. Los Angeles Times “This video is a trip – through the known universe” Geoffrey Mohan, June 14, 2013
  11. Le Monde “A la découverte de Laniakea, notre superamas galactique” par Guillaume Canat, 4 septembre 2014
  12. Les Echos “La Voie Lactée, une nomade dans l'Univers” par Yann Verdo, 27 février 2017
  13. Sciences et Avenir “Les mouvements des galaxies révèlent le vide cosmique” par Azar Khalatbari, 31 juillet 2019
  14. France Info “Qu'est-ce que Laniakea, le supercontinent céleste où gravite notre galaxie ?” par Camille Caldini, 7 septembre 2014
  15. Libération “La Voie Lactée habite Laniakea” par Sylvestre Huet, 7 septembre 2014
  16. Pour la Science “Laniakea : aux confins de notre superamas” par Sean Bailly, 12 septembre 2014
  17. Science & Vie “Laniakea, horizon céleste immense ?” par Serge Brunier, 7 septembre 2014
  18. La Recherche. Un grand vide fait bouger les amas galactiques par Adrien Denèle, avril 2017
  19. R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman et Daniel Pomarède, « The Laniakea supercluster of galaxies », Nature, vol. 513, no 7516,‎ , p. 71-73
  20. "Under the covers (Nature revealed) - 4 September 2014" Alex Jackson
  21. Nature, Ă©dition du 4 septembre 2014
  22. Elizabeth Gibney, « Earth's new address: 'Solar System, Milky Way, Laniakea' », Nature,‎
  23. Elmo Tempel, « Meet the Laniakea supercluster », Nature,‎
  24. Editorial, « Heavenly homes », Nature,‎
  25. Nature Video "Laniakea: Our home supercluster"
  26. Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully et Hélène Courtois, « The dipole repeller », Nature Astronomy, vol. 1,‎ , p. 0036
  27. Hélène Courtois, R. Brent Tully, Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, Romain Graziani et Alexandra Dupuy, « Cosmicflows-3: Cold Spot Repeller? », The Astrophysical Journal Letters,‎ , p. L6
  28. Daniel Pomarède, R. Brent Tully, Romain Graziani, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman et Jérémy Lezmy, « Cosmicflows-3: The South Pole Wall », The Astrophysical Journal, vol. 897,‎ , p. 133
  29. Cosmography of the Local Universe (2013) publiée sur le site du CEA
  30. “The Most Amazing Map You’ll See Today (No Matter What Day It Is)” Corey S. Powell, Discover Magazine, 1er juin 2013
  31. “Astronomers create stunning 3D space maps of Earth’s nearest galaxies” Mark Molloy, METRO, 15 juin 2013
  32. “Cosmic Cartography: Here Is Your (Local) Universe” Caleb A. Scharf, Scientific American, 17 juin 2013
  33. "Laniakea: Our home supercluster", Nature video, 3 septembre 2014,
  34. “Laniakea Supercluster” (2014) publiée sur le site du CEA
  35. “Action Dynamics of the Local Supercluster” visualisation interactive Sketchfab (2017)
  36. Edward J. Shaya, R. Brent Tully et Daniel Pomarède, « Action Dynamics of the Local Supercluster », The Astrophysical Journal, vol. 850,‎ , p. 207
  37. "The Cosmic V-Web" (2017) publiée sur le site du CEA
  38. Daniel Pomarède, Yehuda Hoffman, Hélène Courtois et R. Brent Tully, « The Cosmic V-Web », The Astrophysical Journal, vol. 845,‎ , p. 55
  39. "Cosmicflows-3: Cosmography of the Local Void" Vimeo (2019)
  40. R. Brent Tully, Daniel Pomarède, Romain Graziani, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman et Edward J. Shaya, « Cosmicflows-3: Cosmography of the Local Void », The Astrophysical Journal, vol. 880,‎ , p. 24
  41. "The Cold-Spot Repeller" Sketchfab (2017)


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