Dynamique gravitationnelle non linéaire en cosmologie – NLDyn

Le développement des instabilités gravitationnelles en cosmologie est encore loin d'être élucidé dans tous ses détails. Pourtant avec l'avènement d'une nouvelle génération de projets de cosmologie observationnelle - citons les relevés grand champ de cisaillement gravitationnel faible au sol ou dans l'espace ou encore le projet du Square-Kilometer-Array - il est nécessaire de pouvoir calculer les spectres de fluctuations de densité telles qu'elles se développent dans le fluide de matière et ce avec une grande précision. Les simulations numériques N-corps permettent d'apporter des réponses ponctuelles, mais ce ne peut être que pour un nombre très restreint de paramètres cosmologiques. Les objectifs scientifiques de ces projets, en particulier la mesure des propriétés de l'énergie noire, s'appuient pourtant largement sur notre capacité à faire ces prédictions pour un ensemble de modèles très divers. Il nous faut donc affiner nos connaissances théoriques sur le comportement des instabilités gravitationnelles. - - L'objectif de ce projet est de développer des outils de calcul du spectre du champ de densité, de son bispectre (fonction de corrélation à trois points), pour un ensemble varié de modèles cosmologiques. Plus précisément nous souhaitons - pouvoir disposer d'outils permettant de calculer ces quantités de manière complètement analytique et prédictif dans le régime quasilinéaire (donc dans un régime qui s'étend au delà du régime linéaire dans un sens qui reste à préciser) ; - développer des modèles permettant d'aborder les relations entre champ de densité et halos ou encore d'aborder le régime non linéaire moyennant des approximations bien maîtrisées. - - La réalisation du premier point de ce programme scientifique s'appuie sur des techniques récentes de resommation (développées initialement par R. Scoccimarro et ses collaborateurs). Elles permettent d'accéder de manière purement analytique à la forme des spectres, et en principe à des fonctions de corrélation d'ordre plus élevé, du champ de densité sans introduire de divergences. Il s'agit pour nous d'étendre ces résultats analytiques à des modèles cosmologiques variés et à des quantités statistiques allant au delà du spectre tout en confrontant ces résultats à des tests numériques. Le deuxième point est plus spéculatif. Il existe cependant des indications allant dans le sens souhaité. ...