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status_changed: 2016-06-01 07:22:09
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Sellentin, Elena
title: Statistical Inference in Cosmology
title_de: Inferenzstatistik in der Kosmologie
subjects: ddc-520
subjects: ddc-530
divisions: i-130300
adv_faculty: af-13
abstract: Analysis of cosmic data is the only way to determine whether General Relativity is the
law of gravity also on the largest scales in our Universe. The current standard model of
cosmology,  ΛCDM, is based on General Relativity, and fits all currently available data
flawlessly. However, theoretical dissatisfaction with  ΛCDM exists: cosmological data
probe gravitational interactions, and  ΛCDM fits the data only because it introduces two
components of startling gravitional behaviour, the cosmological constant,  Λ, and cold dark
matter (CDM). The cosmological constant has a suspiciously small value when regarded
from the perspective of quantum field theories, and cold dark matter has so far not been
detected in any experiment of particle physics.
This thesis examines the cosmological standard model from the vantage point of statistics. A
non-Gaussian likelihood approximation is presented and the need of an unbiased mechanism
for dealing with estimated covariance matrices is addressed. Concerning neutrinos, a
previously existent parameterization bias in the analysis of the cosmic microwave background
is resolved. Using weak lensing and type Ia supernova data of the next generation, it is
estimated how much can be learned about dark energy from these future data sets.
abstract_translated_text: Kosmologische Daten sind die einzigen aus welchen abgeleitet werden kann, ob die Allgemeine
Relativitätstheorie auch auf den größten Skalen unseres Universums die Gravitation
richtig beschreibt. Das momentane Standardmodell der Kosmologie,  ΛCDM, baut auf
der Allgemeinen Relativitätstheorie auf und fittet bisherige kosmische Daten problemlos.
Es besteht jedoch eine theoretisch motivierte Skepsis bezüglich  ΛCDM: Kosmische Daten
untersuchen Auswirkungen der Gravitation, und  ΛCDM fittet die Daten nur, weil es mit
der kosmologischen Konstanten (Λ) und der kalten Dunklen Materie (CDM) zwei neue
Substanzen mit erstaunlichen gravitativen Eigenschaften einführt. Aus quantenfeldtheoretischer
Sicht hat die kosmologische Konstante jedoch einen verdächtig kleinen Wert, und
Dunkle Materie ließ sich bisher in Teilchenexperimenten nicht nachweisen.
Diese Dissertation untersucht das kosmologische Standardmodell gemäß statistischer Gesichtspunkte.
Eine nichtgaussche Näherung für Wahrscheinlichkeitsverteilungen wird
vorgestellt, sowie eine erwartungstreue Inferenzmethode für den Fall geschätzter Kovarianzmatrizen.
Das Vorkommen gewöhnlicher Neutrinos wird durch eine vorurteilsfreie
Analyse bestätigt. Anhand künstlicher Weak-Lensing- und Supernova-Ia-Datensätze künftiger
Beobachtungskampagnen wird ermittelt, wie präzise diese Datensätze Eigenschaften
der Dunklen Energie einschränken können.
abstract_translated_lang: ger
date: 2016
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00020793
ppn_swb: 1657159523
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-207934
date_accepted: 2016-05-17
advisor: HASH(0x561a628deac0)
language: eng
bibsort: SELLENTINESTATISTICA2016
full_text_status: public
citation:   Sellentin, Elena  (2016) Statistical Inference in Cosmology.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/20793/1/EingereichteVersion.pdf