Dans ce projet nous allons déterminer le temps d’effondrement d’une surdensité sphérique dans un univers en expansion. Dans le cadre du modèle standard de la cosmologie, ce sont les surdensités primordiales qui, en s’effondrant, conduisent à la formation des halos de matière noire au sein desquelles le gaz tombe pour former des galaxies. En connaissant ce temps d’effondrement on peut donc en principe déterminer le rythme de formation des galaxies et amas de galaxies ainsi que leur abondance dans notre univers. Nous nous intéressons à la résolution numérique du problème, à savoir les multiples types de méthodes d’intégration et leur pertinence. Nous étudions également l’influence des différents paramètres physique ou numérique sur la solution finale. Finalement, nous faisons un retour sur certaines notions de physique (la surdensité viriel) qui permettent de rendre notre étude plus réaliste.
Les solutions ont initiallement été implémentées en Python, puis adaptées en Fortran pour gagner en efficacité, ainsi que pour comparer les temps d'éxécution. Le code en Python se trouve dans le dossier effspher-py tandis que le code en Fortran se trouve dans le dossier effspher-f.
Prérequis et installation : Pour le code en Python, seules les bibliothèques numpy et matplotlib sont utilisées, fournies directement avec une installation Anaconda/Miniconda. Pour le Fortan, l'utilisation du gestionnaire de paquet et de compilation fpm est recommandée.