Η μελέτη της φύσης της σκοτεινής ενέργειας χρησιμοποιώντας εξωγαλαξιακές πηγές υψηλών ενεργειών

Abstract

The accelerated expansion of the Universe and the validation of General Relativity in cosmological scales, can be tested by studying the matter perturbations which depend on the cosmological background and the theory of gravity. In my thesis, a new functional form of the bias factor is presented, acceptable for any cosmological model. We also use the clustering properties of the Luminous Red Galaxies and the growth rate data provided by the various galaxy surveys in order to constrain the growth index, γ, of the linear matter fluctuations and the dimensionless density of matter at the present epoch, We perform a standard x2 minimization procedure between theoretical expectations and data, followed by a joint likelihood analysis and we find (a) γ=0.56±0.05, perfectly consistent with the expectations of the ΛCDM model, (b) Ωmo=0.29±0.01 in very good agreement with the latest Planck results. Our analysis provides significantly more stringent growth index constraints with respect to previous studies, as indicated by the fact that the corresponding uncertainty is only ∼ 0.09γ. Finally, allowing γ to vary with redshift we find that the combined statistical analysis alleviates partially the degeneracy and obtain more stringent constraints with respect to other recent studies.

Η επιταχυνόμενη διαστολή του Σύμπαντος και η ισχύς της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας σε κοσμολογικές κλίμακες, είναι δυνατόν να ελεγχθούν μελετώντας τις διαταραχές της ύλης οι οποίες εξαρτώνται τόσο από το κοσμολογικό υπόβαθρο όσο και από τη θεωρία βαρύτητας. Στη διδακτορική μου διατριβή, αρχικά παρουσιάζεται μια νέα συναρτησιακή μορφή του παράγοντα αναλογίας που συνδέει τις διαταραχές της φωτεινής με τη σκοτεινή ύλη η οποία είναι παραδεκτή για όλα τα κοσμολογικά μοντέλα ανεξάρτητα από τη θεωρία βαρύτητας που υπακούουν. Στη συνέχεια χρησιμοποιούμε τις ιδιότητες σμηνοποίησης των φωτεινών κόκκινων γαλαξιών και τα δεδομένα του ρυθμού αύξησης των δομών με στόχο να βάλουμε περιορισμούς στις τιμές των κοσμολογικών παραμέτρων. Αυτό γίνεται με την x2 στατιστική διαδικασία ελαχιστοποίησης μεταξύ θεωρητικών προσδοκιών και δεδομένων. Η στατιστική μας ανάλυση δίνει τα εξής αποτελέσματα: (α) ο δείκτης αύξησης των διαταραχών της ύλης είναι γ=0.56±0.05 ο οποίος βρίσκεται σε εξαιρετική συμφωνία με τις προβλέψεις του μοντέλου ΛCDM, (β) η αδιάστατη παράμετρος της πυκνότητας της ύλης στη σημερινή εποχή είναι Ωmo=0.29±0.01 η οποία είναι σε συμφωνία με τα τελευταία αποτελέσματα του Planck. Αξίζει να σημειωθεί ότι με τα αποτελέσματα αυτά παρέχουμε σημαντικά αυστηρότερους περιορισμούς στο δείκτη αύξησης σε σχέση με προηγούμενες μελέτες, όπως υποδεικνύεται από το γεγονός ότι η αντίστοιχη αβεβαιότητα είναι μόνο ~0.09γ. Τέλος, επιτρέποντας το γ να μεταβάλλεται με την ερυθρομετάθεση, βρίσκουμε ότι η συνδυαστική στατιστική ανάλυση, άρει κατά ένα μέρος τον εκφυλισμό των παραμέτρων και έτσι αποκτάμε αυστηρότερους περιορισμούς σε σχέση με άλλες πρόσφατες μελέτες.