CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
CORDIS

A new avenue in the hunt for dark energy

Projektbeschreibung

Die Eigenschwingungen der Sonne könnten Hinweise auf neue Gravitationskräfte im Universum geben

1998 stellten Forschende überrascht fest, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt. Das widersprach den Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie. Seitdem wird dies als das Problem der Dunklen Energie bezeichnet. Zur Erklärung dieses Problems muss die allgemeine Relativitätstheorie erweitert werden. Der beliebteste Ansatz war die Etablierung einer neuen Gravitationskraft („fünfte Kraft“), die durch ein Skalarteilchen vermittelt wird. Das EU-finanzierte Projekt DhostHunt plant die Einführung eines neuen Rahmens mit beispielloser Genauigkeit bei der Suche nach neuen Gravitationskräften im Universum durch die Kombination von Studien zur solaren Evolution und Helioseismologie. Der Ansatz wird eine neuartige und interdisziplinäre Forschungslinie darstellen, die sich auf die zukünftige Forschung in der Kosmologie und Astrophysik auswirken wird. Die Entdeckung neuer Randbedingungen für die fünfte Kraft aus der Helioseismologie wird unser Verständnis über neue Gravitationskräfte in der Natur fördern und die zukünftige Modellierung von allgemeinen Theorien über dunkle Energie und Skalarfelder leiten.

Ziel

Currently, General Relativity (GR) and the standard model of particles physics are severely challenged by their inability to explain the late-time accelerated expansion of the Universe, known as the “dark energy” problem. The most promising scenarios aiming to explain it are the so--called scalar-tensor theories, corresponding to extensions of GR where gravity is enhanced through a new gravitational force mediated by a scalar field. The quest for phenomenological imprints of new scalar gravitational forces has been a central effort in cosmology and astrophysics over the last decade.

My goal is to introduce helioseismology as a test of unprecedented accuracy in the search for new gravitational forces in Nature. The focus will be on the most general scalar-field extensions of GR, known as “DHOST” scalar-tensor theories. The unique ability of solar pulsations to probe the finest details of gravity in the solar interior, combined with the extreme accuracy of helioseismic observations, promises an orders-of-magnitude improvement of previous constraints.

I will formulate the theoretical framework for adiabatic stellar pulsations in this context, and with sophisticated numerical techniques, I will model the associated solar pulsation eigenspectrum. A systematic statistical analysis will be devised to confront the predictions against observations making use of powerful helioseismic inversions, and derive the tightest constraints on the most general scalar-tensor theories up to date. The cosmological implications will be predicted, in accordance with ESA’s upcoming Euclid satellite mission.

The project will introduce a genuinely novel, interdisciplinary line of research that will strongly impact a broad spectrum of cosmology and astrophysics. The new constraints will be pivotal for our understanding of scalar-gravity interactions in Nature, and are expected to guide the future modelling of dark energy, and scalar field theories in general.

Koordinator

AARHUS UNIVERSITET
Netto-EU-Beitrag
€ 207 312,00
Adresse
NORDRE RINGGADE 1
8000 Aarhus C
Dänemark

Auf der Karte ansehen

Region
Danmark Midtjylland Østjylland
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 207 312,00