Statistica dei Vuoti Cosmici come Sonda per la Cosmologia

In this thesis I presented the original work that I conducted during my Ph.D. on cosmic voids in the large-scale structure of the Universe as a cosmological probe. This field has become active in the last few years, thanks to the upcoming spectroscopic galaxy surveys that provide the possibility to use cosmic voids as an effective and competitive new probe for cosmology. In the rather large field of cosmic void applications in cosmology, I focused on the statistics and clustering properties of voids detected in the three-dimensional matter and galaxy/halo distribution. On the theoretical side, I worked on modeling from first principles the cosmic void abundance, correlations, and cross-correlations within the excursion-set framework. I then explored and characterized their statistical properties using large cosmological simulations, evaluating their sensitivity to the dark energy equation of state and to the total neutrino mass. I then investigated the constraining power from the void abundance applied to the upcoming Euclid spectroscopic data.

In questa tesi presento il lavoro condotto durante il mio dottorato sui vuoti cosmici nella struttura a grande scala dell'Universo come sonda per la cosmologia. Questo campo è diventato attivo negli ultimi anni, grazie alle prossime galaxy surveys spettroscopiche che aprono la possibilità concreta di utilizzare i vuoti cosmici come una nuova sonda per la cosmologica efficace e competitiva. Nell'ampio campo di possibli applicazioni dei vuoti in cosmologia, mi sono focalizzato sulle proprietà statitstiche e di clustering dei vouti identificati nella ditribuzione tridimensionale di materia e di galassie/aloni. Dal lato teorico, ho lavorato sul modellizzare a partire da principi primi l'abbondanza dei vuoti, le correlazioni e le crosscorrelazioni nell'ambito della teoria excursion-set. Successivamente ho indagato e caratterizzato le loro proprietà statistiche usando grandi simulazioni cosmologiche, stimando la loro sensibilità alla equazione di stato dell'energia oscura e alla massa totale del neutrino. In seguito ho indagato la potenzialità dell'abbondaza dei vuoti nel vincolare parametri cosmologici quando utilizzata nell'analisi dei prossimi dati spettroscopici di Euclid.