Cosmic voids as cosmological laboratories

Abstract

Los relevamientos espectroscópicos modernos están cartografiando el Universo de una forma sin precedentes. En vista de ello, los vacíos cósmicos constituyen prometedores laboratorios cosmológicos. Existen dos estadísticas principales en los estudios de vacíos: (i) la función de tamaños, que cuantifica su abundancia, y (ii) la función de correlación cruzada vacío-galaxia, que caracteriza los campos de densidad y velocidad en sus alrededores. Sin embargo, para diseñar pruebas cosmológicas fiables basadas en estas estadísticas, es necesaria una descripción completa de los efectos de las distorsiones geométricas (efecto Alcock-Paczynski) y dinámicas (efecto Kaiser). Las mediciones observación ales muestran patrones anisótropos prominentes que conducen a ajustes cosmológicos sesgados si no se modelan adecuadamente. Presentaré un marco teórico para abordar esta problemática basado en un análisis cosmológico y dinámico del mapeo de vacíos entre el espacio real y el observado. Además, presentaré una nueva prueba cosmológica basada en dos proyecciones perpendiculares de la función de correlación, que no necesita suponer una cosmología fiduciaria, permite quebrar eficazmente degeneraciones en el espacio de parámetros del modelo y reducir significativamente el número de catálogos simulados necesarios para estimar covarianzas.

Modern spectroscopic surveys are mapping the Universe in an unprecedented way. In view of this, cosmic voids constitute promising cosmological laboratories. There are two primary statistics in void studies: (i) the void size function, which quantifies their abundance, and (ii) the void-galaxy cross-correlation function, which characterises the density and velocity fields in their surroundings. Nevertheless, in order to design reliable cosmological tests based on these statistics, it is necessary a complete description of the effects of geometrical (Alcock-Paczynski effect) and dynamical (Kaiser effect) distortions. Observational measurements show prominent anisotropic patterns that lead to biased cosmological constraints if they are not properly modelled. I will present a theoretical framework to address this problematic based on a cosmological and dynamical analysis of the mapping of voids between real and redshift space. In addition, I will present a new fiducial-free cosmological test based on two perpendicular projections of the correlation function which allows us to effectively break degeneracies in the model parameter space and to significantly reduce the number of mock catalogues needed to estimate covariances.