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Exploring the Dawn of the universe using Ab-Initio Simulations

Projektbeschreibung

Neue Modelle für die Erfassung der Entstehung und des Wachstums kosmischer Strukturen

Das frühe Universum erfuhr eine beschleunigte Expansion, die als Inflationsphase bezeichnet wird. In diesem Zeitraum dienten Quantenfluktuationen im ursprünglichen Dichtefeld als Ausgangsbedingungen für alle kosmischen Strukturen. Die derzeitigen Vorhersagen beruhen auf vereinfachten analytischen (auf der Störungstheorie basierenden) Verfahren, mit denen diese Schwankungen nur begrenzt verstanden werden können. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahme wird das Projekt EDAIS zu einem besseren Verständnis ihrer Rolle bei der Expansion durch die erste kosmologische Ab-Initio-Simulation beitragen. Bei dieser Simulation werden optimierte Gittersimulationen der Inflation mit fortgeschrittenen N-Körper-Simulationen kombiniert, um die Entwicklung des Universums von der Inflationsphase bis zum heutigen Tag abzubilden. Die Forschenden werden quelloffene Werkzeuge und detaillierte Karten des Universums für ausgewählte kosmologische Modelle entwickeln und damit in der Kosmologie neue Standards setzen.

Ziel

Inflation, the accelerated expansion of the early universe, is a leading mechanism for explaining the origins of perturbations in the primordial universe. During this epoch, tiny quantum fluctuations are imprinted in the primordial density field, serving as the initial conditions for the formation of all structures in the cosmos.
To date, predictions from inflation have been limited to analytical techniques based on perturbation theory. The EDAIS proposal aims to revolutionise our understanding of primordial fluctuations and their role in structure formation by developing the first ab initio cosmological simulation. This simulation will begin deep within the inflationary era and extend to the present-day distribution of matter in the universe. This groundbreaking technology will surpass standard approximations, offering new insights into the properties of the large-scale structure predicted by inflation.
Recent advances in lattice simulations of inflation have enabled predictions of non-Gaussian primordial fields, emerging from interactions during inflation. The initial phase of the EDAIS project will focus on significantly enhancing these simulations. Once the necessary resolution and accuracy are achieved, the resulting primordial density field will serve as the initial condition for state-of-the-art N-body simulations. This comprehensive approach will allow for the creation of physical maps of the present-day universe, which will be benchmarked against standard approximations to assess the strength of this novel methodology.
The anticipated outcomes include an open-source ab initio code and ab initio maps of the universe for selected cosmological models, all publicly available for the research community. This technology is expected to establish a new standard in cosmology, benefiting both theoretical and observational researchers, as well as major experimental collaborations.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

UNIVERSITEIT VAN AMSTERDAM
Netto-EU-Beitrag
€ 232 916,16
Gesamtkosten
Keine Daten