Explorando la isotropía estadística con los datos de temperatura y polarización del Fondo Cósmico de Microondas de Planck

Abstract

El fondo cósmico de microondas (FCM) es la radiación electromagnética observable más antigua del Universo y constituye una de las principales fuentes de información para comprender su origen y evolución. Sus observaciones, junto con otras medidas como la distribución de materia a gran escala y el estudio de supernovas, han permitido establecer el modelo cosmológico de concordancia, conocido como "Lambda Cold Dark Matter" (LambdaCDM) por sus componentes principales. A pesar de que este modelo ofrece una descripción precisa del Universo observado, persisten ciertas anomalías en las observaciones del FCM que cuestionan su consistencia estadística y podrían constituir indicios de nueva física. Esta tesis pone a prueba la isotropía estadística en los datos de temperatura y polarización proporcionados por el satélite Planck. Para ello se estudia y caracteriza la asimetría hemisférica de potencias, así como la presencia de posibles anisotropías en la distribución espacial de los parámetros cosmológicos. La tesis también recoge el desarrollo de una herramienta de procesado, CMB-PAInT, que permite reconstruir regiones enmascaradas del cielo, facilitando así ciertos estudios.

The cosmic microwave background (CMB) is the oldest observable electromagnetic radiation in the Universe and provides a fundamental window into the origin and evolution of the cosmos. Observations of the CMB, together with other probes such as the large-scale matter distribution and the study of supernovae, have led to the establishment of the concordance cosmological model, commonly referred to as "Lambda Cold Dark Matter" (LambdaCDM) for its main components. Although this model successfully describes the observed Universe, certain anomalies in the CMB persist, challenging its statistical consistency and potentially hinting at new physics. The present thesis tests the statistical isotropy of the Universe using the CMB temperature and polarisation data provided by the Planck satellite. This involves studying and characterising the hemispherical power asymmetry, along with any potential anisotropy in the spatial distribution of cosmological parameters. The thesis also presents the development of a data processing tool, CMB-PAInT, which enables the reconstruction of masked regions of the sky, thereby facilitating certain studies.