Dynamique gravitationnelle non-lineaire du fluide cosmologique : developpements et applications

• Auteur / Autrice : Edouard Audit
• Direction : Jean-Michel Alimi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail de these est consacre a l'etude de la formation des grandes structures de l'univers et, plus particulierement, a son processus physique moteur qui est la gravitation. Nous proposons tout d'abord une nouvelle dynamique approchee permettant l'etude de la dynamique gravitationnelle dans sa phase non-lineaire. Cette dynamique approchee, basee sur le tenseur de deformation, nous permet de mettre en evidence l'importance des effets de maree et de cisaillement lors d'un effondrement gravitationnel. Nous prolongeons ensuite cette etude en examinant l'influence de la dynamique non-lineaire sur la formation des structures. Pour cela, nous calculons, dans le cadre d'un formalisme de press et schechter, la fonction de masse des structures cosmiques. Nous etendons en premier lieu le formalisme original de press et schechter a une dynamique non spherique permettant de prendre en compte les effets de maree et de cisaillement. Nous montrons ensuite que ces deux effets physiques modifient de maniere importante la fonction de masse, et notamment que l'action du cisaillement, qui est un effet purement gravitationnel, peut expliquer la pente observee de la fonction de luminosite des galaxies de champs. La confrontation des resultats precedents avec des simulations numeriques nous permet ensuite de construire un cadre coherent pour expliquer l'origine de la fonction de masse a la fois d'un point de vue dynamique et statistique. Nous comparons pour cela les structures predites analytiquement et celles reperees dans les simulations a la fois de maniere statistique mais aussi, et pour la premiere fois dans ce type d'analyse, de maniere individuelle en verifiant que les structures numeriques repondent aux criteres dynamique definis dans la theorie. Dans le dernier chapitre de cette these nous proposons une nouvelle methode pour etudier la distribution de matiere dans les amas en utilisant les effets de lentilles faibles. Nous montrons qu'une mesure polarimetrique des galaxies deformees permet de contraindre tres fortement la distribution de matiere dans les amas. La realisation de telles observations pourrait permettre de reconstruire, sans hypothese sur celle-ci, la distribution de masse dans les amas.