Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Bruce	
  Basse4	
  

                   Constraining	
  Exo-c	
  Cosmologies	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	...
Conclusions	
   	
  	
  
•  Ge?ng	
  convincing	
  data	
  constraints	
  is	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
...
A	
  crude	
  characterisa-on	
  of	
  science	
  is	
  that	
  it	
  is	
  
     the	
  circle:	
  
                     ...
In	
  the	
  beginning	
  there	
  is	
  either…	
  
         	
  	
  	
  	
  	
  	
  data	
  and	
  no	
  theory	
  (e.g....
1994,	
  	
  140	
  cita-ons	
  
In	
  prac-ce…	
  

                         di	
  
                                           σi	
  


                  ...
Example	
  1:	
  Type	
  Ia	
  Supernovae	
  
SDSS	
  Manual	
  Scan	
  Interface	
  

	
  SEARCH	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  TEMPLATE	
  	
  	
  	
  	
 ...
Lightcurves




ugr lightcurve fits to templates
         SDSS SN Survey
SCP	
  96	
  	
                    High-­‐z	
  /	
  SCP	
  	
  98	
  
ΩΜ=0.94±0.31 (flat) 	
               ΩM=0.28±0.10 (fla...
Luminosity	
  Distance	
  

              (1+ z)    ⎛                  dz' ⎞
    dL (z) =         sin⎜ H 0 −Ωk
        ...
So…	
  
•  SNIa	
  distances	
  seem	
  cosmology	
  independent	
  

•  But	
  there	
  is	
  a	
  problem…peculiar	
  ve...
ESSENCE+SNLS	
  	
  07	
  
Loops	
  -­‐	
  A	
  neat	
  test	
  of	
  LTB?	
  




                                           Mustapha	
  	
  et	
  a...
Example	
  2:	
  Baryon	
  Acous-c	
  
       Oscilla-ons	
  
Bashinsky	
  and	
  Bertschinger,	
  2001	
  
Evolu-on	
  of	
  a	
  Spherical	
  Overdensity	
  
	
  	
  Baryon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	...
 	
  Baryon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Photon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
 ...
 	
  Baryon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Photon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
 ...
 	
  Baryon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Photon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
 ...
 	
  Baryon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Photon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
 ...
 	
  Baryon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Photon	
  Density	
  	
  	
  	
  	
 ...
Baryon	
  Acous-c	
  Peak	
  
Sta-s-cal	
  Standard	
  Rulers	
  
The	
  power	
  of	
  BAO	
  




Radial	
  




  Tangen-al	
                Us	
  
Assump-ons	
  that	
  go	
  into	
  the	
  BAO	
  
1.  Greens	
  func-on	
  (and	
  sound	
  horizon)	
  are	
  
    isotr...
BAO	
  and	
  Nonlinearity	
          Linear	
  FLRW	
  	
  
                                                Predic-on	
  ...
None	
  of	
  these	
  are	
  true	
  for	
  LTB	
  


   Don’t	
  use	
  the	
  DV	
  results	
  blindly!	
  
A	
  test	
  of	
  the	
  Copernican	
  Principle	
  

•  If	
  we	
  compare	
  constraints	
  from	
  the	
  radial	
  a...
What	
  about	
  the	
  CMB?	
  

The	
  key	
  ques-on	
  for	
  the	
  
CMB	
  is:	
  “are	
  there	
  
coherent	
  acou...
Urres-lla	
  et	
  al,	
  2008	
  
Conclusions	
   	
  	
  
•  Ge?ng	
  convincing	
  data	
  constraints	
  is	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
...
h4p://abduc-t.com/files/ar-cles/3d_art/image_01.jpg	
  
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies

403 views

Published on

This talk was presented at the Backreaction meeting at the Stellenbosch Institute for Advanced Studies in August 2010.

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Bruce Bassett - Constraining Exotic Cosmologies

  1. 1. Bruce  Basse4   Constraining  Exo-c  Cosmologies                          SAAO,  AIMS    &    UCT  
  2. 2. Conclusions       •  Ge?ng  convincing  data  constraints  is                         much,  much  harder  for  exo-c  models  than  for  the   “standard  model”   •  There  are  few  data  in  cosmology  that  are  truly   model-­‐independent     •  One  should  be  cau-ous  and  more  demanding   when  evalua-ng  claims  that  exo-c  models  are   ruled  out  from  observa-onal  data  
  3. 3. A  crude  characterisa-on  of  science  is  that  it  is   the  circle:   1   Create  a  (new)  theory  that  fits                            the  exis-ng  data.  Make                                new  predic-ons.   Test  the     3   2   Take  new  data   Theory  predic-ons   Against  the  new  data  
  4. 4. In  the  beginning  there  is  either…              data  and  no  theory  (e.g.  astronomy)     or      theory  and  no  data  (e.g.  quantum  gravity)   Specialisa-on  in  one  even  when  there  are  both  data   and  theory  
  5. 5. 1994,    140  cita-ons  
  6. 6. In  prac-ce…   di   σi   di   χ2  ~  9   ti   If  the  data  depends  on  the  theory/model,  then  they     have  to  be  analysed  together,  self-­‐consistently.    
  7. 7. Example  1:  Type  Ia  Supernovae  
  8. 8. SDSS  Manual  Scan  Interface    SEARCH                      TEMPLATE                      DIFFERENCE   g   r   i  
  9. 9. Lightcurves ugr lightcurve fits to templates SDSS SN Survey
  10. 10. SCP  96     High-­‐z  /  SCP    98   ΩΜ=0.94±0.31 (flat)   ΩM=0.28±0.10 (flat)     Evolution of the Hubble Diagram 1996-2009 ESSENCE+SNLS    07   Cons-tu-on    09   ΩM=0.267±0.023 (flat)   ΩM=0.281±0.026 (+BAO)    
  11. 11. Luminosity  Distance   (1+ z) ⎛ dz' ⎞ dL (z) = sin⎜ H 0 −Ωk H 0 −Ωk ⎝ ∫ ⎟ H(z') ⎠ Distance  Modulus   € ⎛ dL (z) ⎞ µ(z) = 5log10 ⎜ ⎟ + 25 + K ⎝ Mpc ⎠
  12. 12. So…   •  SNIa  distances  seem  cosmology  independent   •  But  there  is  a  problem…peculiar  veloci-es   •  In  LTB  models,  the  peculiar  veloci-es  are   generically  much  larger  than  in  FLRW.  This   changes  the  “true”  redshii  and  has  to  be   included  in  doing  any  fi?ng.  
  13. 13. ESSENCE+SNLS    07  
  14. 14. Loops  -­‐  A  neat  test  of  LTB?   Mustapha    et  al,  1998   Clarkson,  BB,  Liu,  2008  
  15. 15. Example  2:  Baryon  Acous-c   Oscilla-ons  
  16. 16. Bashinsky  and  Bertschinger,  2001  
  17. 17. Evolu-on  of  a  Spherical  Overdensity      Baryon  Density                                Photon  Density                                        Mass  Profiles     White,  Eisenstein,  Seo  
  18. 18.    Baryon  Density                                Photon  Density                                        Mass  Profiles    
  19. 19.    Baryon  Density                                Photon  Density                                        Mass  Profiles    
  20. 20.    Baryon  Density                                Photon  Density                                        Mass  Profiles    
  21. 21.    Baryon  Density                                Photon  Density                                        Mass  Profiles    
  22. 22.    Baryon  Density                                Photon  Density                                        Mass  Profiles    
  23. 23. Baryon  Acous-c  Peak  
  24. 24. Sta-s-cal  Standard  Rulers  
  25. 25. The  power  of  BAO   Radial   Tangen-al   Us  
  26. 26. Assump-ons  that  go  into  the  BAO   1.  Greens  func-on  (and  sound  horizon)  are   isotropic   2.  Sound  horizon  is  a  known  size   3.  Know  the  true  dA  –  z  rela-on   4.  Galaxy  bias  effects  can  be  ignored/removed     5.  Nonlinear  effects  and  peculiar  veloci-es  are   small  and  can  be  calibrated  by  N-­‐body   simula-ons  
  27. 27. BAO  and  Nonlinearity   Linear  FLRW     Predic-on     Nonlinearity     moves  the     peak     to  smaller   scales  and     broadens   it.   Strongly  dependent     On  amount  of  nonlinearity   And  strength  of  gravity   Crocce  et  al   Nonlinear  FLRW  Predic-on    
  28. 28. None  of  these  are  true  for  LTB   Don’t  use  the  DV  results  blindly!  
  29. 29. A  test  of  the  Copernican  Principle   •  If  we  compare  constraints  from  the  radial  and   transverse  BAO  and  SNIa,  assuming  FLRW,  we   would  not  expect  them  to  agree  if  the  true   model  is  LTB   •  …because  the  expansion  rates  in  the  radial   and  transverse  direc-ons  are  different.     Clarkson,  BB,  Liu,  2008  
  30. 30. What  about  the  CMB?   The  key  ques-on  for  the   CMB  is:  “are  there   coherent  acous-c   oscilla-ons  for  a  generic     on-­‐centre  LTB  observer?”   (cf.  ac-ve  sources)    
  31. 31. Urres-lla  et  al,  2008  
  32. 32. Conclusions       •  Ge?ng  convincing  data  constraints  is                         much,  much  harder  for  exo-c  models  than  for  the   “standard  model”   •  There  are  few  data  in  cosmology  that  are  truly   model-­‐independent     •  One  should  be  cau-ous  and  more  demanding   when  evalua-ng  claims  that  exo-c  models  are   ruled  out  from  observa-onal  data  
  33. 33. h4p://abduc-t.com/files/ar-cles/3d_art/image_01.jpg  

×