היקום הוא גדול וקרוב לוודאי שהינו אינסופי. חקר תהליכי היווצרות מבנה היקום – התפלגות החומר האפל והחומר המאיר והיווצרות הגלקסיות – מהווה את אחת מחזיתות המחקר של הפיזיקה והאסטרונומיה הסבוכות והמרתקות ביותר הניצבות בפנינו. החומר המאיר (כלומר ה"רגיל") מהווה רק כארבעה אחוזים מסך כל החומר והאנרגיה ביקום, כשהשאר הם החומר האפל (חומר בלתי-נראה שכנראה משפיע על החומר הרגיל רק באמצעות הכבידה) והאנרגיה האפלה (זו הגורמת להתפשטות המואצת של המרחב הנמדדת בתצפיות). סביבתנו הקוסמולוגית הקרובה – במרחקים הנעים ממיליוני ועד כמיליארד שנות אור – מספקת לנו הזדמנות פז לחקור את הנושא. הגלקסיות אינן מפולגות באופן אקראי ברחבי היקום אלא מצטברות בצבירי גלקסיות. הקבוצה המקומית שבה אנחנו שוכנים היא קבוצה קטנה של שתי גלקסיות מאסיביות, שביל החלב וגלקסיית אנדרומדה, ועוד כמה עשרות גלקסיות ננסיות. צבירי גלקסיות מכילים עד אלפי גלקסיות. צבירי הגלקסיות עצמם מצטברים ל"צבירי-על". התפלגות הגלקסיות במרחב מזכירה רשת של קורים – בדומה לרשת קורי עכביש ולרשתות הנוירונים במוח – המשאירה חללים ענקיים נטולי גלקסיות ומתכנסת אל צבירי הגלקסיות הגדולים. הגדרת גודלם והיקפם של "צבירי-על" האלה היא עדיין בגדר שאלה פתוחה ומאתגרת. קבוצת המחקר שלנו פיתחה דרך חדשה להגדיר ולמדוד מבנים עצומים אלה באמצעות בחינת השפעתם על מהירותן של גלקסיות. למשל, גלקסיה בין שני מבנים כאלה תיקלע לקרב כבידה בין צבירי-העל המקיפים אותה, שיקבע את מהירותה וכיוון תנועתה. על סמך תצפיות חדשות ושיטות מחקר חדשניות הצליחה הקבוצה למפות את שדה המהירויות של הגלקסיות ואת התפלגות החומר האפל בסביבתנו הקרובה – עד למרחק של כמעט מיליארד שנות אור מאתנו. במהלך המחקר גילינו את שני מבני-העל השולטים בדינמיקה של סביבתנו הקרובה – העל-צביר לניאקיאה (Laniakea) ואזור המכונה "הדוחה הדיפולי" (Dipole Repeller). לניאקיאה מושך אותנו – כלומר את גלקסיית שביל החלב – ו"הדוחה הדיפולי" דוחף אותנו, ושניהם גם יחד אחראים לתנועתנו במהירות של כ-630 ק״מ לשנייה ביחס לקרינת הרקע הקוסמולוגית. בהינתן מבנה היקום היום – התפלגות המהירויות והתפלגות המסה – הכנסנו את היקום למעין ״מכונת זמן״ ולקחנו אותו לזמן מוקדם, עוד טרם היווצרותן של הגלקסיות. כלומר – המודל המתמטי שניסחנו המתאר את מבנה היקום היום מאפשר את תיאור היקום הצעיר. תיאור שכזה בזמנים קרובים לזמן המפץ הגדול הוזן לתוכניות מחשב ״כבדות״ ומורכבות המאפשרות לנו לדמות את היווצרות היקום בסימולציות ממוחשבות. גולת הכותרת והמטרה העיקרית של המחקר היו ביצוע סימולציות שכאלה – חישוב של מודלים מתמטיים מתקדמים המתארים את היווצרות הסביבה הקוסמולוגית הקרובה לנו. חישובים שכאלה מהווים מעין מעבדה חישובית שמאפשרת לנו לחקור וללמוד – ובסופו של דבר גם להבין – את היווצרות הסדר ביקום.