| Data: |
2026 |
| Resum: |
El camp de la cosmologia es troba actualment al llindar d'una nova era de precisió sense precedents gràcies a l'última generació de sondejos cosmològics. S'espera que els sondejos de fase IV proporcionin restriccions a nivell subpercentual sobre els paràmetres cosmològics del model Lambda CDM, l'anomenat model estàndard de la cosmologia. No només això, la gran quantitat de dades que generaran aquests sondejos permetrà l'exploració de models cosmològics alternatius més enllà de Lambda CDM, amb resultats preliminars del sondeig DESI que ja mostren indicis prometedors de nova física en relació amb la naturalesa de l'energia fosca. Els sondejos de fase IV proporcionaran mesuraments de milions de galàxies, cosa que permetrà caracteritzar la dinàmica de la formació i evolució de les estructures a l'Univers tardà. El desenvolupament d'una metodologia d'anàlisi adequada per a aquests sondejos futurs és crucial amb la finalitat d'extreure la informació cosmològica present en les dades sense incórrer en biaixos en els paràmetres inferits. Els treballs presentats en aquesta tesi s'han dut a terme en el context dels sondejos de fase IV. Tres d'ells exploren l'ús combinat de l'agrupament de galàxies, el lent gravitacional feble i el lent gravitacional galàxia-galàxia, l'anomenada anàlisi 3x2pt, dins de la metodologia d'anàlisi de l'estructura a gran escala utilitzant dades simulades similars a les dels sondejos de fase IV. El primer treball està dedicat a l'optimització de la selecció dels bins tomogràfics en desplaçament cap al roig amb l'objectiu específic de millorar les restriccions sobre els paràmetres d'un model d'energia fosca dinàmica. Hem desenvolupat un mètode per optimitzar de manera robusta i eficient la configuració tomogràfica per a l'anàlisi 3x2pt mitjançant un mostreig iteratiu de les mostres de galàxies font i lent. L'aplicació d'aquest mètode d'optimització dona lloc a millores en les restriccions dels paràmetres d'energia fosca dinàmica w0 i wa de l'ordre del 25% en comparació amb el cas àmpliament utilitzat de bins en desplaçament cap al roig d'amplada uniforme. El segon treball investiga el biaix cosmològic que pot sorgir en utilitzar l'anàlisi 3x2pt assumint un model incorrecte de gravetat. En particular, mesurem el biaix en la cosmologia inferida en assumir la Relativitat General en el modelatge d'un mock de galàxies simulat sota gravetat modificada. Utilitzem un conjunt de mocks de galàxies bessons generats amb dos models de gravetat: Relativitat General i la formulació de Hu-Sawicki de la gravetat f(R). L'anàlisi del mock de gravetat modificada va donar lloc a biaixos molt significatius en la cosmologia inferida. El biaix en les distribucions posteriors marginalitzades de {Omega_m, sigma_8} és de l'ordre de 12 sigma, igual que el biaix en el paràmetre S_8. El nostre treball mostra que assumir la Relativitat General en el modelatge del 3x2pt en analitzar un Univers amb gravetat modificada pot donar lloc a biaixos molt significatius. L'objectiu del tercer treball, encara en curs, és avaluar la viabilitat de modelar els vectors de dades 3x2pt fins a escales no lineals mitjançant l'ús de l'emulador SHAMe. El model SHAMe és una extensió del mètode Subhalo-Abundance-Matching, creat per poblar simulacions de matèria fosca amb galàxies. Proporciona un modelatge de la connexió galàxia-halo, cosa que dona lloc a observables precisos fins i tot a escales no lineals. Hem provat l'ús de l'emulador SHAMe per a la funció de correlació projectada i la funció de lent gravitacional galàxia-galàxia, assolint concordança amb les mesures corresponents de la simulació Flagship 2 fins a escales petites d'un arcmin2. Aquest treball pretén validar l'emulador SHAMe en el modelatge de les dades d'Euclid. |
| Resum: |
El campo de la cosmología se encuentra actualmente en el umbral de una nueva era de precisión sin precedentes gracias a la última generación de sondeos cosmológicos. Se espera que los sondeos de fase-IV proporcionen restricciones a nivel subporcentual sobre los parámetros cosmológicos del modelo Lambda CDM, el denominado modelo estándar de la cosmología. No solo eso, la gran cantidad de datos que generarán estos sondeos permitirá la exploración de modelos cosmológicos alternativos más allá de Lambda CDM, con resultados preliminares del sondeo DESI que ya muestran indicios prometedores de nueva física en relación con la naturaleza de la energía oscura. Los sondeos de fase-IV proporcionarán mediciones de millones de galaxias, lo que permitirá caracterizar la dinámica de la formación y evolución de las estructuras en el Universo tardío. El desarrollo de una metodología de análisis adecuada para estos sondeos futuros es crucial con el fin de extraer la información cosmológica presente en los datos sin incurrir en sesgos en los parámetros inferidos. Los trabajos presentados en esta tesis se han llevado a cabo en el contexto de los sondeos de fase-IV. Tres de ellos exploran el uso combinado del agrupamiento de galaxias, el lente gravitacional débil y el lente gravitacional galaxia-galaxia, el denominado análisis 3x2pt, dentro de la metodología de análisis de la estructura a gran escala utilizando datos simulados similares a los de los sondeos de fase-IV. El primer trabajo está dedicado a la optimización de la selección de los bins tomográficos en corrimiento al rojo con el objetivo específico de mejorar las restricciones sobre los parámetros de un modelo de energía oscura dinámica. Hemos desarrollado un método para optimizar de manera robusta y eficiente la configuración tomográfica para el análisis 3x2pt mediante un muestreo iterativo de las muestras de galaxias fuente y lente. La aplicación de este método de optimización da lugar a mejoras en las restricciones de los parámetros de energía oscura dinámica w0 y wa del orden de 25% en comparación con el caso ampliamente utilizado de bins en corrimiento al rojo de anchura uniforme. El segundo trabajo investiga el sesgo cosmológico que puede surgir al utilizar el análisis 3x2pt asumiendo un modelo incorrecto de gravedad. En particular, medimos el sesgo en la cosmología inferida al asumir la Relatividad General en el modelado de un mock de galaxias simulado bajo gravedad modificada. Utilizamos un conjunto de mocks de galaxias gemelos generados con dos modelos de gravedad: Relatividad General y la formulación de Hu-Sawicki de la gravedad f(R). El análisis del mock de gravedad modificada dio lugar a sesgos muy significativos en la cosmología inferida. El sesgo en las distribuciones posteriores marginalizadas de {Omega_m, sigma_8} es del orden de 12 sigma, al igual que el sesgo en el parámetro S_8. Nuestro trabajo muestra que asumir la Relatividad General en el modelado de 3x2pt al analizar un Universo con gravedad modificada puede dar lugar a sesgos muy significativos. El objetivo del tercer trabajo, aún en curso, es evaluar la viabilidad de modelar los vectores de datos 3x2pt hasta escalas no lineales mediante el uso del emulador SHAMe. El modelo SHAMe es una extensión del método Subhalo-Abundance-Matching, creado para poblar simulaciones de materia oscura con galaxias. Proporciona un modelado de la conexión galaxia-halo, lo que da lugar a observables precisos incluso hasta escalas no lineales. Hemos probado el uso del emulador SHAMe para la función de correlación proyectada y la función de lente gravitacional galaxia-galaxia, alcanzando concordancia con las mediciones correspondientes de la simulación Flagship 2 hasta escalas pequeñas de un arcmin2. Este trabajo pretende validar el SHAMe emulator en el modelaje de los datos de Euclid. |
| Resum: |
The field of cosmology is currently at the cusp of a new era of unprecedented precision thanks to the latest generation of cosmological surveys. Stage-IV surveys are expected to provide sub-percent constraints on the cosmological parameters of Lambda CDM, the so-called standard model of cosmology. Not only that, the wealth of data that will be generated by these surveys will allow for the exploration of alternative cosmological models beyond Lambda CDM, with early results from the DESI survey already showing promising hints at new physics regarding the nature of dark energy. Stage-IV surveys will provide imaging, photometric and spectroscopic measurements of billions of galaxies, allowing for the characterisation of the dynamics of structure formation and evolution in the late Universe. The development of an adequate methodology of analysis for these upcoming surveys is crucial in order to fully extract the cosmological information present in the data without incurring in biases in the inferred parameters of the model. The works presented in this thesis have been carried out in the context of the stage-IV surveys. Three works explore the combined use of galaxy clustering, weak lensing and galaxy-galaxy lensing, the so-called 3x2pt analysis, in the methodology of analysis of large-scale structure with stage-IV-like simulated data. The first work is devoted to the optimisation of the selection of tomographic redshift bins with the specific objective of improving the constraints on the parameters of a dynamical dark energy model. We have developed a method to robustly and efficiently optimise the tomographic configuration for 3x2pt analysis through an iterative sampling of the source and lens galaxy samples. The application of this optimisation method results in improvements in the constraints of the dynamical dark energy parameters w0 and wa of 25% compared to the widely used case of redshift bins of equal width. The second work investigates the cosmological bias that may arise when using 3x2pt analysis while assuming an incorrect model of gravity in the modelling. In particular, we measure the bias in the inferred cosmology from assuming General Relativity in the modelling of a modified gravity simulated galaxy mock. We used a set of twin galaxy mocks generated with two different models of gravity: General Relativity and the Hu-Sawicki formulation of f(R) gravity. The Hu-Sawicki model is a particular form of f(R) gravity proposed to explain the accelerated expansion of the Universe. The analysis of the modified gravity mock while assuming General Relativity in the modelling resulted in very significant biases in the inferred cosmology. The bias in the marginalised posteriors of {Omega_m, sigma_8} is of 12 sigma and so is the bias for the S_8 parameter. Our work shows that assuming General Relativity in the modelling of the 3x2pt data vectors when analysing a modified gravity Universe can result in very significant biases. The objective of the third work, still ongoing, is to assess the feasibility of modelling the 3x2pt data vectors as measured in the Flagship 2 simulation up to non-linear scales using the SHAMe emulator. The SHAMe model is an extension of the Subhalo Abundance Matching method created to populate dark matter simulations with galaxies. It provides a sophisticated modelling of the galaxy-halo connection which results in accurate clustering and lensing observables even up to non-linear scales. We have tested the use of the SHAMe emulator for the projected correlation function and the galaxy-galaxy lensing function, achieving accordance with the corresponding measurements from the Flagship 2 simulation up to very small scales of 1 arcmin2. If successful, our project could pave the way for the use of the SHAMe emulator in the analysis of Euclid data. |
| Resum: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Física. |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Gravetat modificada ;
Modified gravity ;
Gravedad modificada ;
Energia fosca ;
Dark energy ;
Energía oscura ;
Estructura a gran escala ;
Large-scale structure ;
Ciències Experimentals |
visitant ::
identificació
dir.
