Projektbeschreibung
Den dunklen Sektor des Universums beleuchten
Wie ist unser aktueller Wissensstand was die Gravitationsphysik anbelangt? Wie ist das Gravitationsverhalten über kosmologische Entfernungen hinweg? Das EU-finanzierte Projekt SHADE beantwortet diese Fragen über den dunklen Sektor des Universums. Um die Gravitation unter Verwendung hunderter zukünftiger Detektionen von binären Schwarzen Löchern bei hohen Rotverschiebungen zu prüfen, entwickelt das Projekt ein Verfahren mit der Bezeichnung „Statistical Host Identification“ (etwa „statistische Ursprungsidentifikation“), mit dem die Ursprünge von Gravitationswellen bestimmt werden können. Es wird eine Annäherungssimulation entwickelt, die mit generalisierten, modellunabhängigen Gravitationsgesetzen betrieben wird, um die Verteilung von Gravitationswellenereignissen und die jeweiligen Ursprungsgalaxien zu modellieren. Dieses Instrument ermöglicht auch die Verwendung von Informationen über die Gravitation kosmologischer Strukturen im nichtlinearen Maßstab. Das Projekt wird diese Instrumente vor allem dazu nutzen, um neue aussagekräftige Beschränkungen für erweiterte Gravitationsmodelle zu finden.
Ziel
The past four years have witnessed dramatic discoveries surrounding the birth of gravitational wave astronomy. By their nature, gravitational waves are ideal probes with which to test the laws of gravity – something currently under scrutiny due to unresolved questions about the dark sector of the universe. In this proposal I lay out an ambitious campaign to determine the behaviour of gravity over cosmological distances, using the upcoming surge of gravitational wave data. I will achieve this by developing the burgeoning technique of `Statistical Host Identification’ of gravitational wave sources. This new tool will enable me to test gravity using hundreds of future detections of binary black holes at high redshifts, even without direct redshift information – thus removing a major obstacle for gravitational wave cosmology. I will phrase my constraints in terms of model-independent parameters that quantify physically viable deviations from General Relativity, making my results applicable to virtually any dark energy or extended gravity model. In this way, I can validate or eliminate the space of theories in current literature. To model the distribution of gravitational wave events and their host galaxies, I will construct an approximate simulation that operates with generalised, model-independent gravitational laws – the first ever simulation to do this. This tool enables me to additionally use information about gravity from non-linear scales of cosmological structure. This regime is virtually untouched by current comparable work, and is a prime target for the next generation of galaxy surveys. My key objectives are: i) To develop the calculations and software tools needed to apply gravitational wave Statistical Host Identification, in theories of gravity beyond General Relativity; ii) To use these tools to obtain powerful new constraints on extended gravity models, thereby confirming or ruling out a leading candidate explanation for the nature of dark energy.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural sciencesphysical sciencesrelativistic mechanics
- natural sciencesphysical sciencesastronomyobservational astronomygravitational waves
- natural sciencesphysical sciencesastronomyastrophysicsblack holes
- natural sciencesphysical sciencesastronomyastrophysicsdark matter
- natural sciencesphysical sciencesastronomyphysical cosmology
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-STG - Starting GrantGastgebende Einrichtung
PO1 2UP Portsmouth
Vereinigtes Königreich