Insight on the dark universe from cosmological perturbations

Brinckmann, Thejs; Mertsch, Philipp; Lesgourgues, Julien

doi:HT020189167

Insight on the dark universe from cosmological perturbations

Brinckmann, Thejs^RWTH*

2018 & 2019

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Thejs Brinckmann, M.Sc.

ImpressumAachen 2018

Umfang1 Online-Ressource (vi, 196 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2018

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2019

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Lesgourgues, Julien (Thesis advisor)^RWTH* ; Mertsch, Philipp (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2018-09-20

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2019-08078
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/766448/files/766448.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
CMB (frei) ; cosmology (frei) ; large-scale structure (frei) ; neutrinos (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530

Kurzfassung
Kosmologie stellt die beste Hoffnung dar, die Summe der Neutrino Massen in der Zukunft zu messen. Die kosmische Hintergrundstrahlung (CMB) hat sich durch Messungen von Experimenten wie Planck, BICEP/KECK, und deren Vorgängern bereits als reiche Quelle für Informationen bewiesen. Diese Messungen werden noch präzisere Informationen durch bevorstehende und vorgeschlagene CMB Experimente, wie LiteBird, CMB-S4, CORE und PICO, liefern. Diese Missionen werden von einer Synergie mit anderen Feldern der Kosmologie profitieren. Im Speziellen hinterlassen massive Neutrinos deutliche Spuren in der Materieverteilung des Universums. Diese Materieverteilung wird von künftigen Experimenten, die die großen Skalen des Universums vermessen werden, wie zum Beispiel Euclid oder das Square Kilometre Array, mit bisher nicht erreichter Präzision vermessen. Die Unsicherheit bei der Modellierung der nichtlinearen Strukturbildung wird häufig in Prognosen entweder vernachlässigt, oder Skalen, die diesem Regime entsprechen, werden vollständig entfernt. In dieser Arbeit wird berücksichtigt, dass unser Verständnis der nichtlinearen Modellierung unvollständig ist. Wir zeigen, dass die Messung der Summe der Neutrinomassen im nächsten Jahrzehnt aus kosmologischer Sicht so gut wie garantiert ist, und, dass diese Aussage robust gegenüber der Wahl des kosmologischen Modells oder der Modellierung nichtlinearer Effekte ist.

Cosmology presents the best hope of measuring the sum of neutrino masses in the future. The Cosmic Microwave Background (CMB) has already been a treasure trove of information; from Planck, BICEP/KECK, and their predecessors; and will continue to provide ever more precise information with upcoming or proposed CMB experiments, such as LiteBird, CMB-S4, CORE and PICO. These missions will have great synergy with other branches of cosmology. In particular, massive neutrinos leave a distinct imprint on the matter distribution of the universe, which upcoming large-scale structure experiments such as Euclid and the Square Kilometre Array will observe with unprecedented levels of precision. The uncertainty in modelling of non-linear structure formation is often neglected in other forecasts, or scales corresponding to this regime are entirely removed. In this work, we take into account that our understanding of non-linear modelling is imperfect. We show that a neutrino mass sum measurement is all but guaranteed from cosmology in the next decade and that this statement is robust to choice of cosmological model or modelling of non-linear effects.

OpenAccess:
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