En esta tesis se estudia el acotamiento en los paraámetros cosmología al
combinar observaciones en catálogos de galaxias espectroscópicas y
fotométricos. Los catálogos fotométricos miden las distorsiones de lente
gravitacional débil (WL), mientras que los catalogos espectroscópicos, con más
alta precisión en la información de redshift (o corriento al rojo), son ideales
para el estudio de distorsiones espaciales de redshift (RSD). El análisis
combinado se realiza únicamente com funciones de correlación angular, lo que
simplifica el estudio, en particular en lo que respecta a la inclusión de la
covarianza entre observables.
El primer capítulo presenta un nuevo algoritmo para el cálculo eficaz de las
correlaciones cruzadas de varios marcadores, incluidos WL en correlaciones
cruzadas con bines estrechos. Estimar la función de correlación angular es
particularmente costoso dado que el número de correlaciones cruzadas aumenta
como O(n^2), donde $n$ es el número de bines en redshift.
Más adelante, el capítulo estudia el efecto de aproximación de Limber, y RSD en
el modelado de correlaciones auto y cruzadas. Para bines de redshift delgados,
la aproximación de Limber deja de funcionar y no permite incorporar las
correlaciones cruzadas. Al disminuir el ancho de los bines en redshift, crece
la amplitude de correlacion y el efecto de RSD, lo que redundará en beneficio
del acotamiento de parametros cosmológicos. Una tendencia interesante es la
contribución de las oscilaciones acústicas de bariones (BAO) en la correlacion
cruzadas entre bines de distitnto redshift. La separacion en redshift entre dos
bines reduce la amplitud de las correlaciones en escalas pequeñas, lo que
aumenta el contraste en el BAO. También estudiamos la relación señal-ruido de
diferentes correlaciones cruzadas.
El segundo Capítulo presenta un pronóstico de cotas en la historia de la
expansión y del crecimiento cósmico, usando un catalogo spectroscópico y otro
fotométrico ficticios de 14000 grados cuadrados cada uno. Cuando estos
catalogos se sobrelapan en la misma region del cielo, encontramos mejores cotas
en los parametros cosmológicos. Esto es debido a las correlaciones cruzadas
adicionales entre catálogos y la reducción de la varianza en el muestreo
(debida a la covarianza entre trazadores). En primer lugar mostramos un estudio
por separado de la dependencia en el ancho de bin en redshift, en RSD, en BAO y
en WL. Encontramos ganancias equivalentes a tener el 30% mas de área en los
catalogos cuando estos se superponen en el cielo. Por último, analizamos el
origen de esta moderada ganancia en el contexto de la literatura existente.
Diferentes grupos han reportado que al solapar los catalogos o bien no
encuentran ningún beneficio o bien encuentran grandes beneficios. Nosotros
sugerimos que la covarianza entre observables y el uso de diferentes
observables puede explicar estas diferencias.
El sesgo (bias) en galaxias, relaciona las sobredensidades de galaxias con las
del campo de fluctuaciones de materia, de manera que la incertidumbre en el
bias limita las predicciones. Por ello investigamos con detalle como las
correlaciones cruzadas, RSD, BAO y WL afectan las medidas del bias en galaxias.
En particular, cuando los catalogos sobrelapan disminuyen los errores en el
bias para la muestras fotométrica. La última seccion cuantifica los
beneficios de los "priors'' y los efectos de la estocasticidad en el bias. El
impacto de las incertidumbres en las estocasticidad es menor cuando hay
sobrelapamiento. / In this thesis we study constraining cosmology when combining spectroscopic and
photometric galaxy survey. The photometric survey measures galaxy shape
distortions from Weak Lensing (WL), while high precision redshift information
makes spectroscopic surveys ideal for redshift space distortions (RSD). The
combined analysis is performed entirely in angular-correlation functions, which
simplifies the joined analysis, in particular the inclusion of covariance
between then.
The first chapter introduce a novel algorithm for efficiently calculating the
cross-correlations of multiple tracers (i.e. galaxy types/luminosities) and
including WL in narrow redshift bin cross-correlations. Estimating the
angular-correlations function is in particular demanding since the number for
cross-correlations increase O(n^2) with $n$ being the number of redshift
bins.
Later the chapter study the effect of Limber approximation and RSD on the
modeling of auto- and cross-correlations. For thin redshift bins, the Limber
approximation completely breaks down and does not allow cross-correlations
between redshift bins. Decreasing the bin width increases the amplitude of the
galaxy correlations and the effect of RSD, which will benefit the cosmological
constraints. One interesting trend is the baryon acoustic oscillation (BAO)
contribution in the cross-correlations of redshift bins. The redshift
separations between two bins reduce small-scale clustering, hence increasing
the BAO contrast. We also study the signal-to-noise of different
cross-correlations.
The second chapter forecast the constraints on the cosmic expansion and growth
history, using two fiducial 14000 sq deg. spectroscopic and photometric galaxy
surveys. Overlapping surveys (same sky) has improved constraints from
additional cross-correlations and sample variance cancellations (covariance in
multiple tracers). We study first separate how redshift bin width, RSD, BAO
and WL affect the forecast. We find gains equivalent to 30\% larger areas when
using overlapping surveys. Last, we discuss the origen of this moderate gain
in the context of existing literature. Different groups reports either none or
high benefits for overlapping galaxy surveys. We suggest the covariance between
surveys and different same-sky definitions (i.e. different observables) can
explain the differences.
Galaxy bias relate the galaxy overdensities to the underlying matter
fluctuations, and the uncertainty in galaxy bias strongly affects the forecast.
We therefore investigate in detail how cross-correlations, RSD, BAO and WL
affects constraints on galaxy bias. Overlapping surveys in particular increase
constraint on the bias from the photometric sample. Last section quantify the
benefit of priors and the effect of bias stochasticity. The impact of
uncertainties in bias stochasticity is less for overlapping surveys.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UAB/oai:www.tdx.cat:10803/133261 |
| Date | 16 January 2014 |
| Creators | Borstad Eriksen, Martin |
| Contributors | Gaztañaga Balbás, Enrique, Massó i Soler, Eduard, Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física |
| Publisher | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Source Sets | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 196 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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