Extraction des paramtres cosmologiques par une approche multisonde

Extraction des paramètres cosmologiques par une approche multisonde Diane Talon-Esmieu Directeur de thèse : André Tilquin Diane Talon-Esmieu

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 2

Un peu de cosmologie Cosmologie : 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 Ωx : densité d’énergie noire Ωc : densité de matière noire Ωb : densité de matière baryonique Ωm: densité de matière (Ωb + Ωc), ΩR≈0 rayonnement 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) Paramétrisation de l’équation d’état de l’énergie noire : Equation de Friedmann : z : redshift = décalage spectral inversement proportionnel au temps Diane Talon-Esmieu 3

Fond diffus cosmologique (CMB) WMAP 3 ans, collaboration WMAP 2006 1 er pic : platitude de l’Univers Diane Talon-Esmieu 2 nd pic : Ωb/Ωm 4

Oscillations acoustiques baryoniques SDSS : Eisenstein et al 2005 Différents modèles ajustés : Vert : Ωmh 2 = 0. 12 Rouge : Ωmh 2 = 0. 13 Bleu : Ωmh 2 = 0. 14 Rose : Ωmh 2 = 0. 105 Pic à 100 h-1 Mpc révélant l’empreinte des oscillations baryoniques primordiales dans les galaxies Diane Talon-Esmieu 5

Supernovae de type Ia Diagramme de Hubble, Riess et al 2006 Résultats SNLS 1 an : Diane Talon-Esmieu 6

Combinaison Diane Talon-Esmieu 7

Combinaison Diane Talon-Esmieu 8

Combinaison Ajustement complet sur 9 paramètres cosmologiques avec CMB (WMAP 1 an) et SN (SNLS 1 an) Résultats : Prospects for Dark Energy Evolution a Frequentist Multi-Probe Approach Hyp. de fit : Yèche et al 2005 Paramètres fittés : Diane Talon-Esmieu 9

Reconstruction de ΩK avec w=-1 • Simulation de modèles d’Univers non plat avec la paramétrisation de Linder : w(z) = w 0 + 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 (w 0=-1, wa=0) – Aucune autre contrainte extérieure. Diane Talon-Esmieu 10

Exemple Combinaison : SNLS + R +A 5 -fit 3 -fit Pas de fausse hypothèse Fausse hypothèse Modèle simulé : Modèle reconstruit compatible avec: Diane Talon-Esmieu 11

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…) Diane Talon-Esmieu 12