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Extraction des paramètres cosmologiques par une approche multisonde. Diane Talon-Esmieu Directeur de thèse : André Tilquin. PLAN. Rappels de cosmologie Quelques sondes Le fond diffus cosmologique (CMB) Les oscillations acoustiques baryoniques (BAO) Les supernovae de type Ia (SN) - PowerPoint PPT Presentation
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Extraction des paramètres
cosmologiques par une approche
multisondeDiane Talon-Esmieu
Directeur de thèse : André Tilquin
Diane Talon-Esmieu 2
PLAN
• Rappels de cosmologie• Quelques sondes
– Le fond diffus cosmologique (CMB)– Les oscillations acoustiques baryoniques (BAO)– Les supernovae de type Ia (SN)
• La combinaison• Biais dans la reconstruction de la courbure de
l’Univers à partir d’une hypothèse fausse• Conclusions et perspectives
Diane Talon-Esmieu 3
Un peu de cosmologieCosmologie : C’est l’étude des caractéristiques globales de l’Univers : sa géométrie, son contenu énergétique, son évolution.
Le modèle de concordance et les paramètres cosmologiques
Ωm: densité de matière (Ωb + Ωc),
Ωb : densité de matière baryonique
Ωc : densité de matière noire
ΩR≈0 rayonnement
Ωx : densité d’énergie noire
Ωk : courbure de l’Univers :si Ωk > 0 Univers ouvert (k = -1)si Ωk = 0 Univers plat (k = 0)si Ωk < 0 Univers fermé (k = 1)
z
zww
Pzw a
1
)( 0
Paramétrisation de l’équation d’état de l’énergie noire :
1 kmz : redshift = décalage spectral inversement proportionnel au temps
Equation de Friedmann :
Diane Talon-Esmieu 4
Fond diffus cosmologique (CMB)WMAP 3 ans, collaboration WMAP 2006
2nd pic : Ωb/Ωm
1er pic : platitude de l’Univers
012.0011.0 K
Diane Talon-Esmieu 5
Oscillations acoustiques baryoniques
Différents modèles ajustés :Vert : Ωmh2 = 0.12Rouge : Ωmh2 = 0.13Bleu : Ωmh2 = 0.14Rose : Ωmh2 = 0.105
Pic à 100 h-1 Mpc révélant l’empreinte des oscillations baryoniques primordiales dans les galaxies
SDSS : Eisenstein et al 2005
025.0273.0 m
Diane Talon-Esmieu 6
Supernovae de type Ia
Diagramme de Hubble, Riess et al 2006
),,,()1( KmL zDzd
obsL f
Ld
42
c
HdMz LS
0100 log5)(
054.0090.0023.1
032.0042.0263.0
wmRésultats SNLS 1an :
Diane Talon-Esmieu 9
CombinaisonAjustement complet sur 9 paramètres cosmologiques avec CMB (WMAP 1an) et SN (SNLS 1an)
25.082.0
14.009.1
04.033.0
0
a
m
w
w
m
K
1
0Hyp. de fit :
Paramètres fittés :
.,
,,
,,
,,,
0
0
S
a
s
mb
MA
ww
n
h
Résultats :
Prospects for Dark Energy Evolution a Frequentist Multi-Probe Approach
Yèche et al 2005
Diane Talon-Esmieu 10
Reconstruction de ΩK avec w=-1• Simulation de modèles d’Univers non plat avec la
paramétrisation de Linder : w(z) = w0 + wa z/(z+1).
• Quelles sondes ? SN, SN + CMB, SN + BAO, SN + CMB + BAO.
SN : statistique de SNLS CMB : R mesuré par WMAP-3, BAO : A mesuré par SDSS.
• Ajustement de la simulation avec une hypothèse fausse : – Paramètres ajustés : Ms ΩM ΩX – Paramètres fixé : w = -1 (w0=-1, wa=0) – Aucune autre contrainte extérieure.
Diane Talon-Esmieu 11
Exemple
1
1
7.0
2.0
0
a
X
m
w
w
3-fit
Fausse hypothèse
Pas de fausse hypothèse
Modèle simulé :Modèle reconstruit compatible avec:
0
1
7.0
3.0
0
a
X
m
w
w
Combinaison : SNLS + R +A
5-fit
Diane Talon-Esmieu 12
Conclusions et perspectives• Conslusions :
– Combinaison :• Permet d’éviter des contraintes extérieures (priors) et des
hypothèses fortes sur la cosmologie• Permet plus de précision sur l’estimation des paramètres
cosmologiques– Biais :
• Biais important dû à des mauvaises hypothèses de fit donc il faut contrôler les hypothèses
• Réduction du biais permise avec la combinaison des sondes mais pas suffisant
• Perspectives :– Etude des biais par utilisation de simulations complètes des
sondes (CMB, BAO). Utilisation de la grille de calcul.– Amélioration de l’outil numérique (Ωk, w(z), inclure d’autres
sondes…)