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Perturbative approaches to redshift space distortions


Vlah, Zvonimir. Perturbative approaches to redshift space distortions. 2014, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

In this dissertation, we develop theoretical models and tools for describing the dark matter and galaxy distribution in the Universe. Importance of developing these models lies in our interest to reveal the structure of the Universe, its composition and initial conditions that seeded the evolution, using the data from large scale structure surveys. In the first part we review the dark matter gravitational clustering and biasing models, which relate the galaxy distribution to the dark matter. We also review the redshift space distortion effects which take into account the effects of peculiar movement of particles relative to the Hubble flow. The second part consists of three studies. The first focuses on the accurate modeling of redshift space distortions effects in the dark matter power spectrum in the mildly-nonlinear regime, using the phase space distribution function approach as a newly developed tool. We generalize this approach in the second study to include the galaxy bias effects, i.e. to extend the validity of the model to include the observable objects. In the third study, we explore the Lagrangian perturbation theory results for dark matter and develop a novice parametric model which allows consistent modeling of the power spectrum and correlation function. We conclude by giving the guidelines for the potential follow up work along these lines.
Zusammenfassung In dieser Arbeit entwickeln wir die theoretische Modelle und Werkzeuge für die Dunkle- Materie- und Galaxienverteilung im Universum. Die Bedeutung der Entwicklung dieser Modelle liegt in unserem Interesse die Struktur des Universums, seine Zusammensetzung und seine Anfangs Bedingungen zu enthüllen, weshalb die Daten aus Beobachtungen der grossräumigen Strukturen im Universum benutzt werden. Im ersten Teil besprechen wir die Dunkle-Materie-Gravitationsclustering- und die Biasing- Modelle, welche die Galaxienverteilung mit der Dunkle-Materie-Verteilung in Beziehung set- zen. Wir besprechen auch die Rotverschiebungsraumverzerrungseffekte, welche die Auswirkun- gen der eigentümliche Bewegung von Teilchen relativ zum Hubble-Flow im Beziehung setzen. Der zweite Teil besteht aus drei Studien. Die erste konzentriert sich auf die genaue Mod- ellierung der Rotverschiebungraumverzerrungseffekte im schwach nichtlinearen Regime des Dunklen-Materie-Leistungsspektrums, durch Verwendung des Phasenraumverteilungsfunk- tionansatz als ein neuentwickeltes Werkzeug. Wir verallgemeinern dieses Konzept in der zweiten Studie, um die Galaxiebiasingeffekte miteinzubeziehen. In der dritten Studie unter- suchen wir die Ergebnisse der Lagrange-Störungstheorie für die Dunkle-Materie und entwick- eln ein neues parametrisches Modell, das konsequente Modellierung von Leistungsspektrum und Korrelationsfunktion ermöglicht. Wir schliessen mit den Richtlinien für die potenziellen Folgearbeiten entlang dieser Linien.

Abstract

In this dissertation, we develop theoretical models and tools for describing the dark matter and galaxy distribution in the Universe. Importance of developing these models lies in our interest to reveal the structure of the Universe, its composition and initial conditions that seeded the evolution, using the data from large scale structure surveys. In the first part we review the dark matter gravitational clustering and biasing models, which relate the galaxy distribution to the dark matter. We also review the redshift space distortion effects which take into account the effects of peculiar movement of particles relative to the Hubble flow. The second part consists of three studies. The first focuses on the accurate modeling of redshift space distortions effects in the dark matter power spectrum in the mildly-nonlinear regime, using the phase space distribution function approach as a newly developed tool. We generalize this approach in the second study to include the galaxy bias effects, i.e. to extend the validity of the model to include the observable objects. In the third study, we explore the Lagrangian perturbation theory results for dark matter and develop a novice parametric model which allows consistent modeling of the power spectrum and correlation function. We conclude by giving the guidelines for the potential follow up work along these lines.
Zusammenfassung In dieser Arbeit entwickeln wir die theoretische Modelle und Werkzeuge für die Dunkle- Materie- und Galaxienverteilung im Universum. Die Bedeutung der Entwicklung dieser Modelle liegt in unserem Interesse die Struktur des Universums, seine Zusammensetzung und seine Anfangs Bedingungen zu enthüllen, weshalb die Daten aus Beobachtungen der grossräumigen Strukturen im Universum benutzt werden. Im ersten Teil besprechen wir die Dunkle-Materie-Gravitationsclustering- und die Biasing- Modelle, welche die Galaxienverteilung mit der Dunkle-Materie-Verteilung in Beziehung set- zen. Wir besprechen auch die Rotverschiebungsraumverzerrungseffekte, welche die Auswirkun- gen der eigentümliche Bewegung von Teilchen relativ zum Hubble-Flow im Beziehung setzen. Der zweite Teil besteht aus drei Studien. Die erste konzentriert sich auf die genaue Mod- ellierung der Rotverschiebungraumverzerrungseffekte im schwach nichtlinearen Regime des Dunklen-Materie-Leistungsspektrums, durch Verwendung des Phasenraumverteilungsfunk- tionansatz als ein neuentwickeltes Werkzeug. Wir verallgemeinern dieses Konzept in der zweiten Studie, um die Galaxiebiasingeffekte miteinzubeziehen. In der dritten Studie unter- suchen wir die Ergebnisse der Lagrange-Störungstheorie für die Dunkle-Materie und entwick- eln ein neues parametrisches Modell, das konsequente Modellierung von Leistungsspektrum und Korrelationsfunktion ermöglicht. Wir schliessen mit den Richtlinien für die potenziellen Folgearbeiten entlang dieser Linien.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Gehrmann Thomas, Seljak Uros
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:Unspecified
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2014
Deposited On:04 Apr 2019 08:42
Last Modified:15 Apr 2021 15:02
Number of Pages:154
OA Status:Green

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