Extraction des paramètres cosmologiques par une approche multisonde

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

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 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 Ωc: densité de matière noire Ωx : densité d’énergie noire Ωm: densité de matière (Ωb + Ωc), Ωb : densité de matière baryonique 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

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

5. Différents modèles ajustés : Vert : Ωmh2 = 0.12 Rouge : Ωmh2 = 0.13 Bleu : Ωmh2 = 0.14 Rose : Ωmh2 = 0.105 Oscillations acoustiques baryoniques SDSS : Eisenstein et al 2005 Pic à 100 h-1 Mpc révélant l’empreinte des oscillations baryoniques primordiales dans les galaxies Diane Talon-Esmieu

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

7. Combinaison Diane Talon-Esmieu

8. Combinaison Diane Talon-Esmieu

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

10. Reconstruction de ΩKavec 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 Combinaison : SNLS + R +A Pas de fausse hypothèse 5-fit 3-fit Fausse hypothèse Modèle reconstruit compatible avec: Modèle simulé : 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…) Diane Talon-Esmieu