Descrizione del progetto
Far luce sul settore oscuro dell’Universo
Qual è il nostro attuale livello di comprensione della fisica gravitazionale? Come si comporta la gravità sulle distanze cosmologiche? Il progetto SHADE, finanziato dall’UE, affronterà queste domande relative al settore oscuro dell’universo. Per testare la gravità utilizzando centinaia di rilevamenti futuri di buchi neri binari ad alti spostamenti verso il rosso, il progetto svilupperà una tecnica denominata «Identificazione statistica dell’ospite» di sorgenti di onde gravitazionali. Verrà costruita una simulazione approssimativa che opera con leggi gravitazionali generalizzate e indipendenti dal modello, al fine di modellare la distribuzione degli eventi delle onde gravitazionali e delle galassie che li ospitano. Questo strumento consente inoltre l’uso di informazioni sulla gravità da scale non lineari della struttura cosmologica. In generale, il progetto utilizzerà questi strumenti per ottenere nuovi potenti vincoli sui modelli di gravità estesa.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
- natural sciencesphysical sciencesrelativistic mechanics
- natural sciencesphysical sciencesastronomyobservational astronomygravitational waves
- natural sciencesphysical sciencesastronomyastrophysicsblack holes
- natural sciencesphysical sciencesastronomyastrophysicsdark matter
- natural sciencesphysical sciencesastronomyphysical cosmology
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-STG - Starting GrantIstituzione ospitante
PO1 2UP Portsmouth
Regno Unito