Exploration du modèle cosmologique par fusion statistique de grands relevés hétérogènes – ECOSSTAT

Nous proposons de combiner les résultats de grands sondages de l'univers, sensibles à la distribution de la matière à différentes époques et à différentes échelles, pour apporter de nouvelles contraintes sur le scénario d'évolution des galaxies et des grandes structures et sur les paramètres cosmologiques fondamentaux qui décrivent le modèle. Notre approche innovante se base d'une part sur la confrontation de données qui sont en général analysées séparément, et d'autre part sur l'adaptation des recherches récentes en mathématiques appliquées à ce type de problème. - Plus précisément, nous utiliserons l'observation de la distribution des galaxies en grandes structures jusqu'à de très grandes distances (et donc sondant aussi des époques reculées), l'observation du cisaillement gravitationnel, et l'observation des anisotropies du fond diffus cosmologique. Ces observations sont effectuées dans le cadre des grands projets que nous développons depuis plusieurs années, soutenus par le Programme National de Cosmologie : VVDS, CFHTLS, Archeops-Planck, dont nous proposons d'exploiter la synergie unique au niveau Européen. La confrontation de ces observations permet de tester le paradigme cosmologique d'émergence des structures, de mettre à l'épreuve la théorie de la Relativité Générale sur laquelle il est basé, et de briser les dégénérescences liées à l'effet de combinaisons de paramètres. Nous apporterons notamment une mesure unique du biais entre les galaxies et la matière noire et son évolution. La séquence d'évolution des grandes structures et des galaxies sera précisée sur plus de 90% de l'âge de l'univers. - La méthode aujourd'hui standard d'inférence des valeurs des paramètres du modèle des données utilise les méthodes statistiques de type Markov Chain Monte Carlo (MCMC). Le modèle cosmologique le plus utilisé, dit de concordance, comporte aujourd'hui 7 paramètres, et les calculs sont pourtant extrêmement lourds car l'évaluation de la vraisemblance d'un jeu donné de paramètres est numériquement très coûteuse. La confrontation d'un plus grand jeu de données va nécessiter l'introduction d'un plus grand nombre de paramètres et donc permettre des contraintes nouvelles, mais cela pose le problème de la faisabilité numérique auquel il sera difficile de répondre par de la puissance de calcul brute. Nous proposons donc d'améliorer les techniques d'évaluation de la vraisemblance, d'exploration de l'espace des paramètres, grâce à une collaboration interdisciplinaire étroite entre astrophysiciens et mathématiciens. Un des axes de recherche important concernera la problématique du choix du modèle approprié pour les données dont on dispose. - L'objectif de cette demande est donc de forger et de mettre en ?uvre, dans une collaboration interdisciplinaire, une nouvelle génération d'outils d'analyse de données cosmologiques hétérogènes pour construire une vision plus claire de l'émergence des structures de l'Univers. -