🌀 Eine innovative Analysetechnik zur Kartierung der Dunklen Materie in der Geschichte des Universums

Bis heute sind die Entstehung kosmischer Strukturen und die Natur der Dunklen Energie und Dunklen Materie, zwei wesentliche Komponenten des Standard-Kosmologiemodells, nicht verstanden.

Natalia Porqueres, Astrophysikerin in der Abteilung für Astrophysik des Irfu, entwickelt neue Datenanalysetechniken, um Informationen aus den kosmologischen Beobachtungen der Euclid-Mission zu extrahieren (ein im Juli 2023 gestartetes Weltraumobservatorium mit einer geplanten Dauer von 6 Jahren), deren Hauptziel es ist, den "dunklen Sektor" des Universums zu verstehen.


Um das Potenzial dieser Datensätze voll auszuschöpfen, werden sehr präzise Analysetechniken erforderlich sein.

Das Projekt OCAPi wird Spitzenmethoden entwickeln, um die Daten des schwachen Gravitationslinseneffekts von Milliarden Galaxien der Durchmusterung des Weltraumteleskops Euclid optimal zu nutzen. Diese innovative Technik führt Gravitationssimulationen in einem statistischen Rahmen durch und vergleicht sie pixelweise mit den beobachteten Gravitationslinsen-Karten.

"Im Gegensatz zu Standardanalysen, die Daten komprimieren und unweigerlich zu Informationsverlust führen, wird OCAPi die Gravitationslinsen-Karten Pixel für Pixel analysieren, ohne jegliche Datenkompression. Dies stellt sicher, dass wir alle in den Daten enthaltenen Informationen erfassen, was die Genauigkeit maximiert und unsere Fähigkeit stärkt, kosmische Signale von systematischen Effekten zu unterscheiden" betont Natalia.


Indem sie alle in den Daten enthaltenen Informationen erfasst, liefert diese Methode die bestmöglichen präzisen Einschränkungen für die kosmologischen Parameter. Die Konzeptvalidierung hat gezeigt, dass die Analyse auf Pixelebene die marginalen Fehler bei den kosmologischen Parametern um bis zu einem Faktor 5 im Vergleich zu Standardtechniken reduziert.

Dieser Ansatz liefert auch probabilistische Karten der Materieverteilung zu verschiedenen kosmischen Zeitpunkten, macht die Dunkle Materie sichtbar und eröffnet einen neuen Weg, um Physik mit den großskaligen Strukturen des Universums zu testen.

Indem OCAPi den wissenschaftlichen Ertrag eines der leistungsstärksten Datensätze maximiert, die der Kosmologie für Jahrzehnte zur Verfügung stehen werden, wird es unser Verständnis der Dunklen Energie voranbringen und ein digitales Zwilling des Universums bereitstellen, um die Entstehung und Entwicklung kosmischer Strukturen zu untersuchen.