Date post: | 24-Jan-2016 |
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Restricciones en los parámetros cosmológicos a partir de CMB y 2dFGRS: Implicancias para
modelos inflacionarios.
Ariel Guillermo SánchezIATE, Observatorio Astronómico de Córdoba
C.M. Baugh, W.J. Percival, J. Peacock, N.D. Padilla, S. Cole, C. Frenck & P. Norberg
Cosmological parameters from CMB measurements and the final 2dFGRS power
spectrum
(astro-ph/0507583)
Los datos: CMB
Los datos: CMB
• El espectro de potencias de las fluctuaciones en temp. (TT)
- WMAP, ACBAR, VSA, CBI en el rango 2 < l <1800.
• El espectro de potencias de temperatura-polarización (TE)
- WMAP en el rango 2 < l < 450.
• El 2dFGRS es el catálogo de galaxias completo más grande en la actualidad con aprox. 250K objetos.
• Cole et al. (2005) determinaron su espectro de potencias.
• El espectro de potencias de las galaxias difiere del predicho por la teoría de perturbaciones lineales.
Los datos: 2dFGRS
Los datos: 2dFGRS
•Para Modelar estos efectos:
- Aplicamos el enfoque de Cole et al. (2005) para corregir por no-linealidad y bias dependiente de la escala:
donde A = 1.4 y Q = 4.6
- Restringimos el análisis a 0.02 h Mpc-1 < k < 0.15 h Mpc-1
)(11
)(2
kPAk
QkkP lingal
El Método: Los parámetros cosmológicos.
• parámetros que describen el universo homogéneo:
• Cuatro parámetros que describen las fluctuaciones
• Un parámetro que describe el trayecto hasta nosotros:
• A partir de éstos pueden derivarse otras cantidades:
dmdmdmbb fhh /,, 22
KDEDE w ,,
ts n
st
n
ss k
krA)k(P
k
kA)k(P
00
trem nmtzh ,,,,,, 08
El Método: MCMC
• Para explorar el espacio de parámetros utilizamos MCMC (CosmoMC, CAMB)
• Los cálculos se llevaron a cabo en la “Cosmology Machine” de la universidad de Durham.
• Más de 30 años de tiempo de CPU.
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• El caso mas simple: 5 parámetros.
• Este modelo “minimalista” da una excelente descripción de las observaciones.
• Gran acuerdo entre CMB y 2dFGRS.
),,,,( sDEdmb AP
Resultados: implicancias para modelos inflacionarios
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Seis parámetros: el índice espectral escalar.
),,,,,( ssDEdmb AnP
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Seis parámetros: el índice espectral escalar.
• Los resultados para el índice escalar son sólo marginalmente consistentes con ns = 1 al 95% c.l.
),,,,,( ssDEdmb AnP
)054.0(023.0)040.0(023.0
)110.0(033.0)052.0(033.0
954.0
970.0
s
s
n
n-CMB:
- CMB + 2dFGRS:
Resultados: CMB+2dFGRS
Resultados: CMB+2dFGRS
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Modos tensoriales:
• Estos parámetros están relacionados con los “párámetros de flujo del horizonte” (Mukanov et al., 1992):
),,,,,,( rAnP ssDEdmb
1
1
21
28/
16
21
rn
r
n
t
s
Resultados: CMB+2dFGRS
%)(.r 95520
033003309940 .
.s .n
028002809790 .
.s .n
%)(.r 95410
Resultados: CMB+2dFGRS
00800008201 01230 .
..
040004002 0040 .
..
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Power law inflation: el factor de escala a crece como tp.
• Existe una relación entre r y ns:
-CMB:
-CMB + 2dFGRS:
10
11
i
p
i
0094.00092.0
010.0010.0
9762.0
978.0
s
s
n
n
)1(8 snr
%)95(31.0r
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Power law inflation: el factor de escala a crece como tp.
• Existe una relación entre r y ns:
• Los valores de yestán en acuerdo con estos modelos
10
11
i
p
i
)1(8 snr
040004002
16332
00800008201
0040
8101230..
.
.
.
p.
Resultados: 2dFGRS vs. SDSS
CMB: m = 0.237 0.055 CMB+2dFGRS: m = 0.237 0.020 CMB+SDSS: m = 0.317 0.035
Conclusiones
• Encontramos fuerte evidencia de una desviación de la invariancia en escala ( ns < 1 al 95% c.l.).
• Hay un excelente acuerdo entre los resultados obtenidos en los casos CMB y CMB+2dFGRS.
• Los resultados son consistentes con el modelo de power law inflation.
• Existe tensión entre los resultados obtenidos utilizando SDSS. En particular inferimos un valor de m inferior a 0.3.
“Imaginé la primera mañana del tiempo, imaginé a mi Dios confiando el mensaje a la piel viva de los jaguares,.... Imaginé esa red de tigres, ese caliente laberinto de tigres, dando horror a los prados y a los rebaños para conservar un dibujo. “
La escritura de Dios, J. L. Borges
Conclusiones
• Vivimos en una era de oro de la cosmología.
• La cosmología NO está resuelta: no conocemos las respuestas correctas pero sí las preguntas correctas.
• Futuras observaciones forzarán aún mas los modelos, quizás encontremos algunas sorpresas. - Mas observaciones de WMAP y PLANCK (2010). - Medición de la polarización en el CMB. - Catálogos de galaxias en alto redshift: DEEP2, HST, UKIDDS, etc. - Satélites para detección de SNIa: SNAP, etc. - ???
Resultados: CMB+2dFGRS
Resultados: CMB+2dFGRS
Resultados: CMB+2dFGRS
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Monomial inflation: potenciales de la forma V .
• Pueden obtenerse restricciones en y el número de “e-foldings” N mediante:
• Estas restricciones son:-CMB:
- CMB + 2dFGRS:
11
4
3
1
2
1
N
27.2
33.2
Resultados: CMB+2dFGRS
Los datos: CMB
Los datos: 2dFGRS
Los datos: 2dFGRS
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
b5 b6
b
dm
DE
m
ns
t0 /Gyr
8
h
zre
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Modos tensoriales:
• Estos parámetros están relacionados a los “Horizon flow parameters” (Mukanov et al., 1992):
),,,,,,( rAnP ssDEdmb
%)95(41.0
%)95(52.0
r
r-CMB:
- CMB + 2dFGRS:
1
1
21
28/
16
21
rn
r
n
t
s
• Las restricciones en el valor de r son:
Lo que viene …
• Los datos: CMB+2dFGRS
• El método.
• Resultados: - El índice espectral. - Modos tensoriales. - La curvatura espacial. - 2dFGRS vs. SDSS
• Conclusiones.
Resultados: Implicancias para modelos inflacionarios.
• Modos tensoriales:
• Estos parámetros están relacionados a los “Horizon flow parameters” (Mukanov et al., 1992):
),,,,,,( rAnP ssDEdmb
028.0028.0
033.0033.0
979.0
994.0
s
s
n
n-CMB:
- CMB + 2dFGRS:
1
1
21
28/
16
21
rn
r
n
t
s
• Las restricciones en el valor de ns son: