Publication : t12/080

Signatures of the primordial universe in large-scale structure surveys

van de Rijt N. (CEA, IPhT (Institut de Physique Théorique), F-91191 Gif-sur-Yvette, France)
Abstract The study of the large-scale structure of the Universe is one of the most important tools used to understand the origin and evolution of the Universe. In this thesis, we focus on two different facets of this study: cosmological perturbation theory and cosmic shear. Cosmological perturbation theory describes how the large-scale structure of the Universe has been created out of the tiny initial perturbations. This evolution is described using fluid equations, and in this thesis, we introduce new versions of this Boltzmann hierarchy. The advantages and disadvantages of each hierarchy are thoroughly analysed. We also introduce a novel technique, dubbed the eikonal approximation, which enables us to better understand the results of existing perturbation theory approaches. Moreover, its broad range of applicability allows us to generalise many results. Cosmic shear describes how gravitational lensing deforms the image of the sky. In this thesis, we compute in great detail the bispectrum of cosmic shear to second order in the gravitational potentials. The complete calculation is done on the full sky, making the results much more general than the existing ones. To ease the otherwise impossible numerical calculations, we introduce the (extended) Limber approximation. Rsum Ltude des grandes structures de lUnivers est un des meilleurs moyens pour comprendre lorigine et lvolution de lUnivers. Dans cette thse, nous nous spcialisons aussi bien dans la thorie des perturbations aux chelles cosmologiques, que dans le cisaillement cosmique. La thorie des perturbations aux chelles cosmologiques dcrit comment les grandes structures de lUnivers se sont formes partir des minuscules fluctuations primordiales. Cette volution est gnralement dcrite en se servant des quations du mouvement dun fluide, et dans cette thse nous introduisons quelques nouvelles versions de cette hirarchie de Boltzmann. Les avantages et inconvnients de ces nouvelles hirarchies sont analyss en dtail. Nous introduisons aussi une nouvelle technique, appele lapproximation eikonal, qui nous permet de mieux comprendre les rsultats des autres approches utilises en thorie des perturbations. En outre, grce sa gnralit, elle nous permet de gnraliser une grande quantit de rsultats. Le cisaillement cosmique dcrit comment leffet des lentilles gravitationnelles dforme notre image du ciel. Dans cette thse, nous tudions de manire dtaille le bispectre du cisaillement cosmique, au deuxime ordre en les potentiels gravitationnels. Le calcul est intgralement fait en full sky, gnralisant ainsi les rsultats existants. Pour simplifier les calculs numriques, nous introduisons et gnralisons lapproximation dite de Limber.
Année de publication : 2012
Soutenance de thse : 2012-06-21
Langue : Anglais
NB : Directeurs de thse: Francis BERNARDEAU et Filippo VERNIZZI. cole polytechnique. ED 447.

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