Energie Noire et Paramtres Cosmologiques :

1
Energie Noire et Paramètres Cosmologiques
Modèles (et Analyses Combinées)

• Jean-Marc Virey Centre de Physique
  Théorique
• 
  Université de Provence, Marseille

Prospectives en Cosmologie à Marseille, 17-18
Janvier 2006
2
Motivations pour lEnergie Sombre et modèle de
Concordance
SN data q0lt0, w0lt-0.5, OXgt0.4
SN WMAP data
?CDM fit parfaitement les données, mais de
nombreux modèles très différents sont aussi en
accord .
3
?CDM est-il satisfaisant ?
4
En fait, ?vac a de multiples contributions
(fluct.pot. de tous les champs ? ??) toutes
bien plus grandes que la valeur mesurée Il
faut donc une théorie microscopique consistante à
haute énergie pour avoir une estimation fiable de
?vac
La physique à très haute énergie (primordiale)
joue semble-t-il un rôle fondamental en
cosmologie !!!
Problèmes Cette physique est inconnue (eg
Supergravité, Théorie des cordes
(extra-dimensions) .

Loop
Quantum Gravity .) Coïncidence non résolue ...
Pour lensemble de ces raisons, de nombreux
théoriciens considèrent des interprétations
alternatives pour lEnergie Sombre !
5
Modèles dEnergie Sombre et Alternatives
Cadre détude actuel R.G. Homo./Iso.
Expansion
Distinguer ces différents types dinterprétations
est très ambitieux !!
6
DE indispensable ? Modèles sans DE
modif. Eq. Friedmann - backreaction des
inhomogénéités (acc. struct. form.) (Ellis,
Wetterich, Kolb ) - mod.
Polytropic/Cardassian (Freese, Wang, Linder )
(eg cordes, DM self interactions,
k-essence) (? Chaplygin gas,  Unified
DM ) pb aucune prédiction pour croissance
structures modif. RG - théories
Tenseur-Scalaire - modif. action
Einstein/Hilbert (cosmo) (Carroll )
- th. cordes/extradimensions
(cosmosubmm) (Dvali, Deffayet )
7
Remarques

• Certaines de ces approches alternatives sont
  dégénérées, eg théories tenseur-scalaire et
  théories avec ajout de terme de courbure
  scalaire.
• On peut définir un weff pour ce genre
  dalternatives (Linder03)
• voir Linder 0601052 pour une correspondance entre
  weff et les alternatives à la RG.

8
Modèles dEnergie Sombre

• Modèles avec champ(s) scalaire(s) f

9
Quintom (Zhang) 2 champs scalaires
QuintessencePhantom Contourne le problème du
 phantom divide  (Zhang, Hu, Caldwell )
w(z)

• Modèles avec couplages f-Matière
• (Zhang, Peccei, Nelson, Kaplan )

quintom/mass varying particles/...
En général, de nouveaux paramètres sont
introduits Re modèle très intéressant
couplage f-?
10
Peux-t-on distinguer les divers modèles de DE ?
Question ? une approche commune à lensemble de
ces modèles ?
Re Certains modèles resteront dégénérés (ie
même weff) mais un tri important pourra être
établis
11
Quintessence
BraneWorld
Phantom
Polytropic
12
Problème 1 w(z) et w(z) ne sont pas accessibles
directement par les obs.
Il faut alors définir une paramétrisation pour
w(z) (ou faire un test non-paramétrique)
Problème 2 choix ad hoc, introduction de biais
et dégénérescences ! Mais
a-t-on le choix ???????
13
LyaSN-gold SDSSWMAP à 95CL

• Certains modèles sont déconnectés dans ce plan
  distinction possible !!!!

• ? est à lintersection des diverses classes de
  modèles Fid?? ? ???????

14
Conclusions et Perspectives

• ? est un très bon candidat pour décrire la DE
• ? beaucoup dautres interprétations possibles
• Distinguer ces divers modèles nest pas simple
  (grandeurs physiques théoriques ? observables, eg
  Modèle (w(z),w(z)) (w0,wa)
• Beaucoup de problèmes vous ont été cachés !!!

modif RG modif Friedmann champ scalaire

• Besoin de combinaisons pour obtenir w0 et wa de
  façon fiable !
• Besoin de combinaisons pour aller au-delà de
  (w0,wa)
• Choix de la méthode statistique (Bayes/freq.,
  param./non param.)
• Choix de lobservable de base selon la question
  physique
• Comparaison de diverses procédures de fit
• Traitement des DE perturbations

15
Exemple de  spectre  dapproches théoriques sur
lorigine de la DE
Bean, Carroll, Trodden 0510059
16
Quintessence
Quint. Dynamic
BraneWorld
Phantom
Polytropic