Dark Energy Tomography with the Euclid survey

Tomographie de l'énergie sombre avec le satellite Euclid Le modèle de concordance actuel, LCDM, a largement réussi à décrire notre Univers. Cependant, des questions cruciales restent sans réponse et deviennent de plus en plus critiques avec la publication continue de données cosmologiques de haute précision. Cela a conduit à l'exploration de modèles LCDM modifiés, parmi lesquels figure le modèle de l'énergie noire couplée, dans lequel les particules de matière noire sont sujettes à une force plus importante que la force gravitationnelle, en raison d'une cinquième force générée par un champ scalaire qui joue le rôle de l'énergie noire. Dans ma thèse, j'introduis une nouvelle paramétrisation du modèle de l'énergie noire couplée où la force de couplage entre les particules de matière noire et le champ scalaire est autorisée à évoluer avec le décalage vers le rouge. Pour sonder un tel modèle de l'énergie noire couplée tomographique, j'utilise des données du fond diffus cosmologique à haut décalage vers le rouge provenant de Planck, ACT et SPT, ainsi qu'une gamme de sondes à bas décalage vers le rouge incluant, pour la première fois, des données de la structure à grande échelle issues de la lentille gravitationnelle faible, de l'agglomération des galaxies, et de leur corrélation croisée. Je constate que les données de la structure à grande échelle nous permettent d'obtenir des contraintes importantes sur le couplage à bas décalages vers le rouge, comparables à celles obtenues avec des données très précises du fonds diffus cosmologique, ce qui en fait une sonde prometteuse pour tester les modèles de l'énergie noire couplée à bas décalages vers le rouge. Je développe ensuite d'autres applications du modèle de l'énergie noire couplée tomographique, comme un modèle de quintessence couplée précoce où le couplage n'est activé que pendant l'ère dominée par le rayonnement, et je contrains un tel modèle phénoménologique avec des données observationnelles pour la première fois. J'explore également des techniques d'apprentissage profond telles que les réseaux neuronaux, pour tester si elles peuvent différencier les données de la structure à grande échelle générées à partir d'un modèle LCDM et d'un modèle de l'énergie noire couplée tomographique. Enfin, nous tournons notre attention vers les relevés actuels de galaxies de stage IV, tels que Euclid, qui réaliseront une cartographie de la structure à grande échelle de l'Univers et fourniront des données de lentille gravitationnelle faible et d'agglomération des galaxies d'une précision sans précédent. Au sein du consortium, je contribue au développement du code de vraisemblance officiel Euclid, avec pour objectif final d'obtenir des contraintes sur les modèles LCDM étendus avec les données Euclid. J'ai également travaillé sur le développement de la chaîne de traitement pour l'inférence à partir de cisaillement cosmique pour UNIONS, un relevé photométrique de galaxies au sol dans l'hémisphère nord qui complétera également les observations Euclid. Ces relevés des structures à grande échelle inaugurent ainsi une ère passionnante de cosmologie de précision, nous permettant d'accroître notre compréhension de l'Univers et de potentiellement découvrir des indices de nouvelles physiques.