Les Mystères de l'Energie Noire

par Bruno Moraes

Thèse de doctorat en Constituants élémentaires

Sous la direction de David Polarski.

Le président du jury était Philippe Roche.

Le jury était composé de David Polarski, Philippe Roche, Philippe Brax.

Les rapporteurs étaient Luca Amendola, Patrick Peter.


  • Résumé

    L'un des plus grands problèmes ouverts de la cosmologie moderne est l'origine de l'expansion accélérée de l'Univers, découverte en 1998. L'explication théorique la plus simple repose sur l'introduction d'une constante cosmologique $Lambda$. Ce modèle, connu sous le nom de $Lambda$CDM, est en accord avec les différentes observations liées à l'expansion accélérée. Cependant, il présente des problèmes d'ordre théorique. Par conséquent, plusieurs alternatives, connues collectivement sous le nom de {it modèles d'énergie noire}, ont été proposées pour expliquer cette accélération. Plusieurs d'entre eux restent viables, car leurs {it backgrounds} cosmologiques ne présentent pas de signatures identifiables. Par contre, les effets sur les phénomènes perturbatifs sont plus spécifiques à chacun de ces modèles. Dans cette thèse, nous explorons les caractéristiques particulières de la croissance des perturbations de matière à l'ordre linéaire dans les théories $f(R)$ avec un regard complémentaire sur les modèles chameleon. La paramétrisation du taux de croissance de la matière en termes d'une fonction $gamma$ permet d'identifier une signature très spécifique de ces modèles en comparaison avec le modèle $Lambda$CDM. Une étude supplémentaire a permis de trouver une dépendance en échelle explicite, nommée {it dispersion}, dans la croissance des perturbations. Des observations plus précises pourraient permettre de faire la différence entre ces différents modèles selon la présence de ces caractéristiques.

  • Titre traduit

    The Mysteries of Dark Energy


  • Résumé

    One of the most important open issues in modern cosmology is the origin of the accelerated expansion of the Universe, observed in 1998. The simplest theoretical explanation relies on the introduction of a cosmological constant $Lambda$. This model, known as $Lambda$CDM, agrees with all the different observations connected to the accelerated expansion. However, it presents some theoretical issues. As a result, several alternatives, known collectively under the name of {it dark energy models}, have been proposed to explain this acceleration. Several among them remain viable, since their cosmological backgrounds do not show any identifiable signature. On the other hand, effects on the perturbative level are more specific to each model. In this thesis, we explore the particular characteristics of the growth of linear matter perturbations in $f(R)$ theories, with a complementary look on chameleon models. The parameterization of the growth rate in terms of a $gamma$ function allows us to identify a very specific signature of these models in comparison with the $Lambda$CDM model. A subsequent study allowed us to find an explicit scale dependance, known as {it dispersion}, in the growth of perturbations. More precise observations could enable us to distinguish between dark energy models according to the presence of this type of feature.

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