Pour déterminer le plus précisément possible les paramètres cosmologiques, et en particulier l'équation d'état de l'énergie noire, il est communément admis que les analyses nécessitent de combiner les mesures de différentes sondes cosmologiques, afin de lever les dégénérescences entre les paramètres.
Le groupe RENOIR a développé un code de combinaisons de sondes, en utilisant soit des paramètres réduits, soit l'ensemble des données ou observables de chacune des sondes. Dans ce deuxième cas, l'utilisation de la grille de calculs EGI a permis d'accélérer d'un facteur 400 le temps de calcul.
Toutes les données sont compatibles avec le modèle le plus simple (ΛCDM), qui décrit un Univers composé de matière noire froide et d’une constante cosmologique Λ (équation d'état constante égale à -1).
Nous avons depuis 2012 complété notre code, basé sur la statistique fréquentiste, avec la statistique bayésienne et les chaînes de Markoff plus communément utilisée par la communauté astronome. La comparaison des deux méthodes permet d'estimer les systématiques numériques telles la convergence ou les minima secondaires. Pour faciliter l'utilisation de la grille de calcul nous avons choisi d'intégrer notre code dans le logiciel DIRAC. Basé sur une interface web, son utilisation devrait permettre à un plus grand nombre de l’utiliser, en particulier pour les projets à venir tels EUCLID et LSST.
Si il y a un consensus sur le fait que la combinaison de sondes et la mesure de leur cross corrélation sont des outils puissants pour diminuer les erreurs statistiques sur les paramètres cosmologiques en particulier ceux de l’énergie noire, il est clair aussi que leur utilisation permet de contraindre les différentes erreurs systématiques et ainsi de réduire l’impact des paramètres de nuisances, souvent reliés à l’environnement astrophysique d’une sonde (comme les mesures de biais).
Le travail de comparaison se fait actuellement plus ou moins hors des collaborations et utilise la plupart du temps le résultat final des sondes, ce qui contient parfois des hypothèses cachées en cosmologie (isotropie, relativité générale, etc…). Actuellement la combinaison reste donc plutôt un test de compatibilité avec une évaluation des déviations au modèle standard ΛCDM, par une approche statistique souvent bayésienne, utilisant une évolution entre l’Univers primordial et l’Univers local encore peut contrainte puisque la plupart des mesures actuelles sont encore très proches de nous (redshift < 1 ).
Dans l’avenir, nous aurons beaucoup plus d’informations de l’évolution dans diverses ‘tranches’ de l’Univers (c’est-à-dire à plusieurs redshifts couvrant un Univers plus lointain) et ce pour diverses composantes (galaxies, vides, matière noire) et nous pourrons donc combiner ces informations par époques. L’interprétation sera donc liée à la comparaison des évolutions des composantes et non uniquement à la mesure précise de leurs valeurs actuelles comme cela se fait aujourd’hui.
Nous avons en collaboration avec le CPT développé et testé une théorie alternative de la gravité connue sous le nom de ‘théorie Einstein-Cartan’. Cette théorie consiste à modifier le tenseur d'Einstein en ajoutant la torsion de l'espace temps. Cette torsion couplée aux particules de spin demi-entier modifie sensiblement les équations de Friedmann.
Appliquée aux supernovae, nous avons montré que la torsion pouvait remplacer la matière noire mais qu'elle ne pouvait en aucun cas remplacer l'énergie noire (Tilquin & Schucker 2011). Nous avons cherché à compléter cette étude en couplant la torsion, non pas au spin des fermions mais à une ou des directions privilégiées décrites par la métrique Bianchi I. Dans cette métrique l'évolution de l'univers est décrite par trois facteurs d'échelle différents et donc trois paramètres de Hubble. Appliqué au dernier jeu de supernovae (JLA) et avec plus de 200000 heures de calcul nous avons montré qu'il existait une direction principale tangentielle à la vitesse de rotation du soleil par rapport au centre galactique, et que le couplage de la torsion par rapport à cette direction était nul (Schucker & Tilquin 2014 et Zouzou et al. 2016).
Pour remplacer la matière noire par un autre fluide, nous avons aussi étudié une modification de l'équation d'état de l'énergie noire en y ajoutant un terme quadratique. (Tilquin & Schucker 2015) . Une telle équation d'état à pour conséquences de remplacer la singularité spatio-temporelle initiale (big-bang) par ce que nous avons nommé un "sneeze" suivit d'un rebondissement et de prévoir des "blue-shift". De plus, la taille de l'horizon sonore se trouve modifié ce qui implique de refaire les analyses BAO pour combiner avec les supernovae. Enfin, dans l'optique d'unifier le spin (objet quantique par excellence) avec la relativité générale et la cosmologie, nous avons commencé une étude sur le spin du photon. Les premières résultats indiquent qu'il sera nécessaire de refaire en profondeur l'analyse des supernovae en incluant le l'ajustement des courbes de lumières en même temps que le l'ajustement "cosmologique", ce qui nécessitera l'utilisation du Dark Energy Center (DEC), la machine HPC installée au CPPM.