Student : TUTUSAUS LLEIXA Isaac
Advisors : LAMINE Brahim, BLANCHARD Alain
Start : Octobre 2015
Group : GAHEC
Le modèle de concordance de la cosmologie, appelé LCDM, est un succès de la physique moderne, car il est capable de reproduire les principales observations cosmologiques avec une grande précision et très peu de paramètres libres. Cependant, il prédit l’existence de matière noire froide et d’énergie sombre sous la forme d’une constante cosmologique, qui n’ont pas encore été détectées directement. Par conséquent, il est important de considérer des modèles allant au-delà de LCDM, et de les confronter aux observations, afin d’améliorer nos connaissances sur le secteur sombre de l’Univers. Le futur satellite Euclid, de l’Agence Spatiale Européenne, explorera un énorme volume de la structure à grande échelle de l’Univers en utilisant principalement le regroupement des galaxies et la distorsion de leurs images due aux lentilles gravitationnelles. Dans ce travail, nous caractérisons de façon quantitative les performances d’Euclid vis-à-vis des contraintes cosmologiques, à la fois pour le modèle de concordance, mais également pour des extensions phénoménologiques modifiant les deux composantes sombres de l’Univers. En particulier, nous accordons une attention particulière aux corrélations croisées entre les di érentes sondes d’Euclid lors de leur combinaison, et estimons de façon précise leur impact sur les résultats finaux. D’une part, nous montrons qu’Euclid fournira d’excellentes contraintes sur les modèles cosmologiques qui définitivement illuminera le secteur sombre. D’autre part, nous montrons que les corrélations croisées entre les sondes d’Euclid ne peuvent pas être négligées dans les analyses futures, et, plus important encore, que l’addition de ces corrélations améliore grandement les contraintes sur les paramètres cosmologiques.
L’accélération de l’expansion de l’Univers est l’une des énigmes les plus fascinante de la science moderne et devrait rester un problème ouvert pendant de nombreuses années. L’étude des caractéristiques de l’énergie noire, le nom donné à la source mystérieuse de cette accélération, est actuellement au centre des préoccupations scientifiques de nombreux projets en Cosmologie, comme par exemple la future mission Euclid. Cette mission, de part les diverses sondes cosmologiques qu’elle étudiera (effet de weak lensing, « clustering » des galaxies, amas de galaxies), permettra, grâce à un excellent niveau de statistique et de contrôle des systématiques, de caractériser les propriétés de l’univers à un niveau de précision sans précédent. Cette mission ouvre ainsi de nouvelles pistes d’exploration du secteur noir de l’univers, regroupant la problématique de l’énergie noire et celle de la matière noire. La thèse vise à caractériser les contraintes qui peuvent être obtenues au moyen des données Euclid et éventuellement d’autres sondes cosmologique et/ou astrophysique. Dans une première étape il s’agira de quantifier l’apport individuel des différentes sondes d’Euclid (« forecasting » en anglais) puis d’examiner comment ces contraintes peuvent être combinées de façon efficiente pour obtenir les meilleures contraintes. Cette activité s’inscrira naturellement dans le contexte international de la mission EUCLID, dont l’équipe est impliquée dans le Work Package “probe combination” du Theory Scientific Working Group. Elle pourra aussi s’insérer dans les activités de l’IST (« Inter-Euclid Science working groups Task force ») en cours de constitution sur les activités de « forecasting ». Par ailleurs, l’activité s’inscrit également dans un contexte national, via le Labex OCEVU et une collaboration nouvellement constituée nommée COBESIX. Cette collaboration, qui regroupe des chercheurs de Marseille, Montpellier et Toulouse, a en particulier comme objectif de contraindre les théories d’énergie noire et de gravité modifiée à l’aide de combinaisons de sondes.