Extraction des paramètres

cosmologiques par une approche

multisondeDiane Talon-Esmieu

Directeur de thèse : André Tilquin

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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

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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 :

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Fond diffus cosmologique (CMB)WMAP 3 ans, collaboration WMAP 2006

2nd pic : Ωb/Ωm

1er pic : platitude de l’Univers

012.0011.0 K

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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

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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 :

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Combinaison

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Combinaison

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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

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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.

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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

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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…)