Desentrañando la naturaleza oscura del universo con lentes gravitacionales

Abstract

La cosmología moderna busca responder a las preguntas fundamentales sobre el Universo: su origen, destino, composición... Una de sus mayores incógnitas es la materia oscura, que representa alrededor del 27 % del cosmos, frente al 5 % de la materia bariónica, la que compone todo lo visible y con la que podemos interactuar.

El objetivo de esta tesis es utilizar el efecto de lente gravitacional, una predicción de la relatividad general de Einstein, para emplear esa pequeña fracción observable del Universo como herramienta para estudiar la naturaleza de la materia oscura. Esta tesis es un compendio de tres artículos: los dos primeros estudian las propiedades estadísticas de los efectos de microlente en galaxias fuertemente lensadas por cúmulos de galaxias y aplicación a observaciones reales del telescopio James Webb; el tercero estudia los efectos de la materia oscura ultraligera en la distribución estadistica y espacial de la magnificación producida por lentes galácticas.

Modern cosmology seeks to answer the fundamental questions about the Universe: its origin, fate, and composition. One of its greatest mysteries is dark matter, which accounts for about 27% of the cosmos, compared to the 5% corresponding to baryonic matter—the component that forms everything visible and with which we can interact. The goal of this thesis is to use the gravitational lensing effect, a prediction of Einstein’s general relativity, to employ that small observable fraction of the Universe as a tool to investigate the nature of dark matter. This thesis is a compendium of three articles: the first two study the statistical properties of microlensing effects in galaxies strongly lensed by galaxy clusters and their application to real observations from the James Webb telescope; the third explores the impact of ultralight dark matter on the statistical and spatial distribution of the magnification produced by galactic lenses.