Submitted by JOSE DAVID RIVERA ECHEVERRI null (josedavidr@ift.unesp.br) on 2018-01-15T19:59:25Z No. of bitstreams: 1 tese_Jose_Rivera.pdf: 8882823 bytes, checksum: 86e911bf64637bfd689e529e9fd65fbe (MD5) / Approved for entry into archive by Hellen Sayuri Sato null (hellen@ift.unesp.br) on 2018-01-16T17:39:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 riveraecheverri_jd_dr_ift.pdf: 8882823 bytes, checksum: 86e911bf64637bfd689e529e9fd65fbe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-16T17:39:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 riveraecheverri_jd_dr_ift.pdf: 8882823 bytes, checksum: 86e911bf64637bfd689e529e9fd65fbe (MD5) Previous issue date: 2017-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos ligados que observamos no universo. Dado que as galáxias são consideradas traçadores de matéria escura, os aglomerados de galáxias nos permitem estudar a formação e a evolução de estruturas em grande escala. As contagens do número de aglomerados de galáxias são sensı́veis ao modelo cosmológico, portanto são usadas como observáveis para restringir os parâmetros cosmológicos. Nesta tese estudamos os aglomerados de galáxias óticos. Iniciamos o trabalho analisando a degradação da precisão e a exatidão no desvio para o vermelho fotométrico estimado através de métodos de aprendizagem de máquina (machine learning) ANNz2 e GPz. Além do valor singular do desvio para o vermelho fotométrico clássico (isto é, valor médio ou máximo da distribuição), implementamos um estimador baseado em uma amostragem de Monte Carlo usando a função de distribuição cumulativa. Mostramos que este estimador para o algoritmo ANNz2 apresenta a melhor concorância com a distribuição do desvio para o vermelho espectroscópico, no entanto, uma maior dispersão. Por outro lado, apresentamos o buscador de aglomerados VT-FOFz, o qual combina as técnicas de Voronoi Tessellation e Friends of Friends. Estimamos seu desempenho através de catálogos simulados. Calculamos a completeza e a pureza usando uma região de cilindrica no espaço 2+1 (ou seja, coordenadas angulares e desvio para o vermelho). Para halos maciços e aglomerados com alta riqueza, obtemos valores elevados de completeza e pureza. Comparamos os grupos de galáxias detectados através do buscador de aglomera- dos VT-FOFz com o catálogo RedMaPPer SDSS DR8. Recuperamos ∼ 90% dos aglomerados de galáxias do catálogo RedMaPPer até o desvio para o vermelho de z ≈ 0.33 considerando galáxias mais brilhantes com r < 20.6. Finalmente, realizamos uma previsão cosmológica usando um método MCMC para um modelo plano de wCDM por meio da abundância de aglomerados de galáxias. O modelo fiducial é um universo ΛCDM plano. Os efeitos devidos à massa observável estimada e aos deslocamentos para o vermelho fotométricos são incluı́dos através de um modelo de auto-calibração. Empregamos a função de massa de Tinker para estimar o número de contagens em uma faixa de massa e um bin de deslocamento para o vermelho. Assumimos que a riqueza e a massa do aglomerado estejam relacionadas através de uma lei de potência. Recuperamos os valores fiduciais com nı́vel de confiança de até 2σ para os testes considerados. / The galaxy clusters are the largest bound objects observed in the universe. Given that the galaxies are considered as tracers of dark matter, the galaxy clusters allow us to study the formation and evolution of large-scale structures. The cluster number counts are sensitive to the cosmological model, hence they are used as probes to constrain the cosmological parameters. In this work we focus on the study of optical galaxy clusters. We start analyzing the degradation of both precision and accuracy in the estimated photometric redshift via ANNz2 and GPz machine learning methods. In addition to the classical singular value for the photometric redshift (i.e., mean value or maximum of the distribution), we implement an estimator based on a Monte Carlo sampling by using the cumulative distribution function. We show that this estimator for the ANNz2 algorithm presents the best agreement with the distribution for spectroscopic redshift, nonetheless a higher scattering. On the other hand, we present the VT-FOFz cluster finder, which combines the techniques Voronoi Tessellation and Friends of Friends. Through mock catalogs, we estimate its performance. We compute the completeness and purity by using a cylindrical region in the 2+1 space (i.e., angular coordinates and redshift). For massive haloes and clusters with high richness, we obtain high values of completeness and purity. We compare the detected galaxy clusters via the VT-FOFz cluster finder with the redMaPPer SDSS DR8 cluster catalog. We recover ∼ 90% of the galaxy clusters of the redMaPPer catalog until the redshift z ≈ 0.33 considering brighter galaxies with r < 20.6. Finally, we perform a cosmological forecasting by using a MCMC method, for a flat wCDM model through galaxy cluster abundance. The fiducial model is a flat ΛCDM Universe. The effects due to the estimated observable mass and the photometric redshifts are included via a self-calibriation model. We employ the Tinker’s mass function to estimate the number counts in a range of mass and a redshift bin. We assume that the richness and the cluster mass are related through a power law. We recover the fiducial values at 2σ confindence level for the considered tests.

Late-time cosmic acceleration is one of the most interesting unsolved puzzles in modern cosmology. The explanation most accepted nowadays, dark energy, raises questions about its own nature, e.g. what exactly is dark energy, and implications to the observations, e.g. how to handle fine tuning problem and coincidence problem. Hence, dark energy evolution through cosmic history, together with its equation of state, are subjects of research in many current experiments. In this dissertation, using Markov Chain Monte Carlo sampling, we try to constrain the evolution of the dark energy equation of state in a nearly model-independent approach by combining different datasets coming from observations of baryon acoustic oscillations, cosmic chronometers, cosmic microwave background anisotropies and type Ia supernovae. We found no strong evidence that could indicate deviations from LCDM model, which is the standard model in cosmology accepted today. / A aceleração cósmica atual é um dos mais interessantes enigmas não resolvidos da cosmologia moderna. A explicação mais aceita hoje em dia, a energia escura, levanta questões acerca de sua própria natureza, como o que é exatamente a energia escura, e as implicações para as observações, por exemplo como lidar com o problema do ajuste fino e o problema da coincidência. Por isso, a evolução da energia escura durante a história cósmica, juntamente com sua equação de estado, são objetos de pesquisa em inúmeros experimentos atuais. Nesta dissertação, usando amostragem por cadeias de Markov de Monte Carlo, tentamos restringir a evolução da equação de estado da energia escura em uma abordagem quase independente de modelo ao combinar diferentes conjuntos de dados provenientes de observações de oscilações acústicas de bárions, cronômetros cósmicos, anisotropias da radiação cósmica de fundo e supernovas tipo Ia. Não encontramos evidências fortes que pudessem indicar desvios do modelo LCDM, o qual é o modelo padrão aceito hoje na cosmologia.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-10-16T19:37:30Z No. of bitstreams: 1 GIVAL PORDEUS DA SILVA NETO – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2015.pdf: 4886479 bytes, checksum: 8589cc7f91d5dab59210f3bf9b9a3d97 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T19:37:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GIVAL PORDEUS DA SILVA NETO – DISSERTAÇÃO (PPGFísica) 2015.pdf: 4886479 bytes, checksum: 8589cc7f91d5dab59210f3bf9b9a3d97 (MD5) Previous issue date: 2015-05-08 / Capes / A constante de Hubble (H0) é considerada fundamental na cosmologia. Ela é crucial para qualquer modelo cosmológico moderno, pois está relacionada com diversas grandezas cosmológicas, portanto, é de extrema importância a determinação mais restritiva e acurada possível do seu valor. A mais recente estimativa de H0 a partir de métodos locais (z 1), H0 = 73:8 2; 4 kms􀀀1Mpc􀀀1, e a partir de redshifts muito altos (z ' 1070), H0 = 67; 3 1; 2 kms􀀀1Mpc􀀀1, são discrepantes em um nível de con fiança de 2; 4 . Dentro deste contexto, Lima e Cunha (LC), a m de lançar alguma luz sobre este problema, derivou uma nova determinação de H0 utilizando quatro testes cosmológicos em redshifts intermediários (z 1), com base no chamado modelo CDM Plano. Eles obtiveram H0 = 74; 1 2; 2 kms􀀀1Mpc􀀀1, em pleno acordo com as medições locais. Neste trabalho, exploramos a robustez do resultado de LC, procurando por erros sistemáticos e a sua dependência com o modelo cosmológico usado. Nós constatamos que o valor H0 a partir desta análise conjunta é muito fracamente dependente de modelos cosmológico, mas a morfologia adotada para inferir o raio central dos aglomerados de galáxias, altera o resultado, sendo a principal fonte de erros sistemáticos. Concluímos que uma melhor compreensão da morfologia dos aglomerados é fundamental para transformar esse método em um poderoso estimador de H0. / The Hubble constant (H0) is considered a fundamental constant of cosmology. It is crucial for any modern cosmological model, it is related to various cosmological quantities, so it is extremely important a restrictive and accurate determination of its value. The most recent estimate of H0 from local observations (z 1), H0 = 73:8 2; 4 kms􀀀�1Mpc􀀀�1, and from high redshifts (z ' 1070), H0 = 67; 3 1; 2 kms􀀀�1Mpc􀀀�1, are discrepant in a con dence level of 2; 4 . Within this context, Cunha and Lima (LC), in order to shed some light on this problem, derived a new determination of H0 using four cosmological tests at intermediate redshifts (z 1), based on the model called Flat CDM. They obtained H0 = 74; 1 2; 2 kms􀀀�1Mpc􀀀�1, in full agreement with local measurements. In this work, we explore the robustness of the result LC looking for systematic errors and its dependence on the cosmological model used. We found that the H0 value from this combined analysis is very weakly dependent on the underlying cosmological model, but the morphology adopted to infer the core radius of galaxy clusters, changes the estimates being the main source of systematic errors. Hence, we conclude that a better understanding of the morphology of the clusters is essential to transform this method in a powerful cross-check to H0.