Formación - Tesis de Máster

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Characterization and Simulation of Large Scale Structure in LCDM models

Estado: ongoing

Estudiante(s): Carlos López-Arenillas
Universidad: Universitat de Barcelona
Descripción
La cosmología actual encuentra uno de sus mayores retos en desentrañar los mecanismos de expansión del Universo. Uno de los modelos teóricos que cuenta con mayor respaldo es el que atribuye a un nuevo tipo de energía denominada Energía Oscura (EO) la causa de la expansión acelerada del Universo. Este nuevo tipo de energía tendría un carácter repulsivo, en oposición a la energía gravitacional que es atractiva y tiende a frenar la expansión. La existencia de la EO viene sugerida por distintas observaciones: Supernovas tipo Ia [1], medidas del CMB, lentes gravitacionales y estructura a gran escala; y aunque se desconoce la naturaleza exacta de la misma, recientes observaciones del WMAP nos hablan de un Universo compuesto en un 74% de este tipo de energía [2] (lo que nos da una medida de su importancia). Existen principalmente dos enfoques que intentan caracterizar la EO [3]: uno la describe como una constante cosmológica, una densidad de energía constante distribuida uniformemente en el espacio; y otro, el llamado “Modelo de quinta esencia”, como un campo dinámico cuya densidad de energía puede variar en el espacio y en el tiempo. Una tercer enfoque, quizás relacionado con el anterior, propone que la EO sea una manifestación de una nueva teoría de la gravitación. En cualquier caso, la EO parece poner a prueba los cimientos de la física moderna y por ello se ha convertido en uno de los problemas más estudiados en la cosmología observacional. Una muestra de ello, es que en la actualidad se están planeando decenas de nuevos proyectos observacionales con una inversión total que supera los miles de millones de euros. Esta investigación tiene como base el primero de estos modelos, conocido como “Modelo Lambda Cold Dark Matter”, y se acercará al problema de la EO mediante el estudio de la estructura a gran escala del Universo. En concreto, tendrá lugar dentro del marco del proyecto internacional “Dark Energy Survey” (DES) [4][5] y consistirá en el estudio de la relación existente entre la EO y la formación de estructura, para lo que se hará uso de los datos obtenidos en el “Sloan Digital Sky Survey” (SDSS) [6] . Posteriormente, y a partir de este estudio, se implementará un código que permita simular dicha formación de estructura. La simulación se realizará en el Barcelona Supercomputing Center y tendrá como objetivo dar soporte a los datos observacionales que aportará en el futuro el DES. --BIBLIOGRAFÍA-- [1] S. Perlmutter, et.al. (1998), “Measurements of Omega and Lambda from 42 High-Redshift Supernovae” [2] D.N. Spergel, et.al. (2006), “Three-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Implications for Cosmology” [3] P.J.E. Peebles, Bharat Ratra (2002), “The Cosmological Constant and Dark Energy” [4] (DES Collaboration) (2005), “Constraining dark energy with the dark energy survey:theoretical challenges” astro-ph/0510195 [5] (DES Collaboration) (2005), “Dark Energy Studies: Challenges to Computational Cosmology” astro-ph/0510194 [6] Max Tegmark, et.al. (2006), “Cosmological Constraints from the SDSS Luminous Red Galaxies”