Avancées dans l'analyse du cisaillement cosmique
Des chercheurs combinent des données pour mieux comprendre les effets de la déformation cosmique.
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Table des matières
- Combinaison de données pour une meilleure analyse
- L'état de la cosmologie aujourd'hui
- Défis dans l'analyse des données de déformation cosmique
- Aperçus des données actuelles
- Le rôle des effets baryoniques
- Directions futures dans la recherche sur la déformation cosmique
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
La déformation cosmique fait référence à la distorsion de la lumière provenant de galaxies lointaines à cause des effets gravitationnels de la masse dans l'univers, comme la matière noire. Ce phénomène offre aux scientifiques un moyen d'étudier la structure et l'évolution du cosmos. Récemment, les chercheurs se sont concentrés sur la combinaison de différentes sources de données pour analyser la déformation cosmique plus efficacement, notamment à des échelles plus petites que celles habituellement considérées dans les études précédentes.
Combinaison de données pour une meilleure analyse
L'analyse intègre différents ensembles de données provenant de sondages de lentilles faibles, qui rassemblent des informations sur la façon dont la lumière se plie en voyageant dans l'espace. En utilisant une approche conjointe, les chercheurs peuvent rassembler divers échantillons pour obtenir des aperçus plus profonds. L'objectif est d'utiliser des données à petites échelles angulaires qui n'ont pas été largement exploitées auparavant dans le domaine de la cosmologie. Cela permet une compréhension plus nuancée des structures cosmiques.
Les chercheurs prennent soin de prendre en compte diverses influences, comme l'impact de la matière baryonique (la matière qui compose les étoiles et le gaz) sur les résultats. Un modélisation précise de ces complexités est cruciale pour obtenir des résultats significatifs. Les résultats actuels montrent qu'une fois ces aspects pris en compte, il y a un accord raisonnable entre les différents ensembles de données. Cependant, certaines tensions existent encore, en particulier lors de la comparaison des taux d'expansion tardifs de l'univers.
L'état de la cosmologie aujourd'hui
Les scientifiques reconnaissent que le domaine de la cosmologie traverse un moment critique. Alors que de récents grands sondages sur la structure à grande échelle se terminent, de nouvelles installations sont prêtes à fournir des données encore plus importantes et de haute qualité. Avec l'arrivée de nouvelles données, les divergences entre les différentes mesures deviennent plus évidentes. Par exemple, les mesures locales de la Constante de Hubble sont en conflit avec celles provenant des observations du fond cosmique micro-ondes (CMB), soulevant des questions sur notre compréhension de l'expansion de l'univers.
Plusieurs ensembles de données analysant la déformation cosmique seule ont donné des résultats différents, montrant souvent des tensions avec les valeurs obtenues par d'autres méthodes. À mesure que les chercheurs plongent plus profondément dans les données de déformation cosmique, ils découvrent que la façon dont ils modélisent divers paramètres peut profondément influencer leurs résultats.
Défis dans l'analyse des données de déformation cosmique
En travaillant avec des données de déformation cosmique, les chercheurs doivent faire face à divers défis. Les systématiques d'observation, comme la précision des distributions de décalage vers le rouge, jouent un rôle clé. Pour garantir la fiabilité, les scientifiques consacrent beaucoup d'efforts à caractériser ces distributions de manière précise et à prendre en compte les incertitudes associées.
Les alignements intrinsèques, ou la tendance des formes de galaxies à s'aligner avec des structures locales, posent également un défi. Les modèles actuels, comme le modèle d'alignement non linéaire, tentent de tenir compte de ces effets, mais les données disponibles limitent leur pouvoir de contrainte. De plus, les Effets baryoniques, qui concernent l'influence du gaz et des étoiles sur la distribution de la matière noire, compliquent encore les choses.
Aperçus des données actuelles
L'analyse des données de déformation cosmique provenant des sondages actuels a révélé une variété de résultats. Par exemple, différents ensembles de données ont montré des valeurs contradictoires pour des paramètres cosmologiques clés. Les chercheurs ont observé des différences systématiques dans les valeurs rapportées par divers sondages. L'analyse des données de déformation cosmique seule montre que, bien que certains ensembles de données indiquent des valeurs plus élevées que celles du CMB, d'autres sont considérablement plus basses.
Ces divergences soulignent l'importance de combiner plusieurs sondages. Cela permet aux scientifiques de capturer une perspective plus large et de réduire les incertitudes. Les découvertes montrent que l'inclusion des effets baryoniques réduit le niveau de tension entre les différents ensembles de données, mais souligne aussi la nécessité d'une modélisation précise.
Le rôle des effets baryoniques
Les effets baryoniques jouent un rôle crucial dans l'analyse de la déformation cosmique. Ces effets englobent un ensemble de processus qui modifient la distribution de la matière noire en raison de la présence de baryons. Les chercheurs ont identifié comment ces effets peuvent supprimer le spectre de puissance de la matière. Cette suppression varie en fonction des échelles impliquées.
Traditionnellement, certaines analyses auraient simplement rejeté les échelles significativement affectées par la suppression baryonique. Cependant, cela peut entraîner la perte de données précieuses. Une approche alternative consiste à développer des modèles d'effets baryoniques et à les marginaliser pour tenir compte de leur influence. Une approche réussie de baryonification modifie les simulations existantes pour mieux refléter la distribution réelle de la matière baryonique.
Directions futures dans la recherche sur la déformation cosmique
Avec les avancées dans la collecte et le traitement des données, le domaine de la déformation cosmique est prêt pour des développements passionnants. Des sondages de nouvelle génération devraient fournir une richesse d'informations nouvelles, améliorant considérablement notre compréhension du cosmos. La combinaison des données de déformation cosmique provenant de différentes sources sera essentielle pour résoudre les tensions et divergences existantes.
Alors que les scientifiques continuent de peaufiner leurs modèles et approches, ils pourraient découvrir de nouveaux phénomènes ou affiner leur compréhension des concepts existants. Les chercheurs prévoient déjà d'autres études pour examiner les implications de leurs découvertes et le potentiel de nouvelles physiques au-delà des modèles actuels.
Conclusion
L'exploration de la déformation cosmique et de ses implications est un domaine dynamique et en évolution. En intégrant les données de plusieurs sources et en incorporant des techniques de modélisation plus précises, les chercheurs s'efforcent de résoudre les tensions existantes et d'approfondir notre compréhension de l'univers. Les sondages futurs devraient renforcer ces efforts, promettant d'éclairer davantage l'interaction complexe entre la lumière, la matière et l'expansion du cosmos.
Alors que la communauté scientifique continue d'explorer plus profondément les mystères de l'univers, les insights tirés des données de déformation cosmique joueront un rôle essentiel dans la formation de notre compréhension des phénomènes cosmiques fondamentaux.
Titre: Cosmic shear with small scales: DES-Y3, KiDS-1000 and HSC-DR1
Résumé: We present a cosmological analysis of the combination of the DES-Y3, KiDS-1000 and HSC-DR1 weak lensing samples under a joint harmonic-space pipeline making use of angular scales down to $\ell_{\rm max}=4500$, corresponding to significantly smaller scales ($\delta\theta\sim2.4'$) than those commonly used in cosmological weak lensing studies. We are able to do so by accurately modelling non-linearities and the impact of baryonic effects using Baccoemu. We find $S_8\equiv\sigma_8\sqrt{\Omega_{\rm m}/0.3}=0.795^{+0.015}_{-0.017}$, in relatively good agreement with CMB constraints from Planck (less than $\sim1.8\sigma$ tension), although we obtain a low value of $\Omega_{\rm m}=0.212^{+0.017}_{-0.032}$, in tension with Planck at the $\sim3\sigma$ level. We show that this can be recast as an $H_0$ tension if one parametrises the amplitude of fluctuations and matter abundance in terms of variables without hidden dependence on $H_0$. Furthermore, we find that this tension reduces significantly after including a prior on the distance-redshift relationship from BAO data, without worsening the fit. In terms of baryonic effects, we show that failing to model and marginalise over them on scales $\ell\lesssim2000$ does not significantly affect the posterior constraints for DES-Y3 and KiDS-1000, but has a mild effect on deeper samples, such as HSC-DR1. This is in agreement with our ability to only mildly constrain the parameters of the Baryon Correction Model with these data
Auteurs: Carlos García-García, Matteo Zennaro, Giovanni Aricò, David Alonso, Raul E. Angulo
Dernière mise à jour: 2024-07-30 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2403.13794
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.13794
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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