Soutenance de thèse de ISQUIERDO BOSCHETTI Renan

Résumé de la thèse

Face à l'abondance des données cosmologiques provenant des enquêtes sur la Structure à Grande Échelle (SGÉ) telles qu'Euclid et DESI, l'un des défis centraux de cette ère est de savoir comment interpréter et optimiser l'extraction d'informations physiques pertinentes. Cette tâche passe par l'identification de traceurs discrets de la SGÉ, chacun traçant le champ de matière noire sous-jacent d'une manière particulière et portant donc des informations sur les détails des structures sous-jacentes de la matière noire (MN).
Un type particulier de traceur de la SGÉ est constitué par les vides cosmiques, qui consistent, de manière générale, en de grandes sous-densités situées entre les amas, les filaments et les parois, dominant le volume de l'Univers. Ces vides ont généralement un rayon variant de quelques h-1 Mpc à environ $simeq 100h^{-1}mathrm{Mpc}$. Ainsi, ils peuplent la SGÉ d'une manière très distincte par rapport aux galaxies ou aux halos, comme en témoigne, par exemple, leur biais linéaire négatif. Ainsi, ces structures portent des informations complémentaires aux statistiques des traceurs lumineux. En effet, il a été démontré que les profils de densité des vides, ainsi que leur abondance, sont particulièrement sensibles à l'énergie sombre, aux neutrinos massifs, aux non-gaussianités primordiales et aux modifications de la relativité générale.
Dans cette thèse, nous présentons une étude du signal de lentille gravitationnelle des vides ou de l'excès de densité de masse en surface (ESMD) autour des vides cosmiques. Tout d'abord, nous proposons un nouvel algorithme de recherche de vides conçu pour capturer l'ESMD autour des vides. Nous comparons notre algorithme appliqué à des tranches projetées avec le détecteur de vides ZOBOV et trouvons des profils de faible lentille significativement plus profonds pour les vides définis par notre algorithme dans le cadre d'une simulation réaliste de galaxies. Ensuite, nous testons la cohérence entre les mesures de l'ESMD telles que mesurées par la déformation des galaxies en arrière-plan et calculées directement à travers les profils de densité de matière noire des mêmes vides. Nous avons trouvé des incohérences pour les vides avec un diamètre $leq 100h^{-1}mathrm{Mpc}$ le long de la ligne de visée, mais la cohérence est maintenue pour les vides plus petits, ce qui signifie que nous sondons effectivement le champ de matière noire sous-jacent en mesurant la déformation autour de ces vides. De plus, nous montrons que les vides trouvés dans les tranches projetées, qui sont très sensibles à la lentille gravitationnelle, sont corrélés aux vides en 3D présentant des alignements intrinsèques entre eux.
Nous présentons également un travail moins avancé sur la modélisation de l'ESMD. Nous nous appuyons sur l'idée que les vides projetés, qui sont plus sensibles au signal ESMD, sont des combinaisons des vides définis dans le champ de densité en 3D. Nous proposons un textit{Ansatz} pour relier les deux grandeurs. Cette connexion dépend de l'abondance des vides en 3D, ainsi que de la corrélation croisée entre les positions des vides en 3D et 2D. Nous avons effectué des mesures de ces grandeurs sur des simulations N-corps pour tester le modèle. Le modèle est capable de reproduire le profil de vide projeté dans le régime des deux vides, tandis qu'il présente des discrépances dans le terme d'un seul vide.
Dans l'introduction, nous effectuons une brève revue des bases de la théorie des perturbations linéaires. Nous présentons également des revues sur la faible lentille gravitationnelle et la phénoménologie des vides.