Tid og sted for prøveforelesning
Se prøveforelesning.
Bedømmelseskomité
- Senior Lecturer, Ph.D. Cynthia Chiang, Astrophysics & Cosmology Research Unit, University of Kwazulu-Natal, Sør-Afrika
- Professor, Ph.D. Carlo Baccigalupi, Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, Italia
- Førsteamanuensis Mark Dijkstra (administrator), Institutt for teoretisk astrofysikk
Leder av disputas
Professor Per B. Lilje
Veileder
- Hans Kristian Eriksen
- Clive Dickinson
- Ingunn Kathrine Wehus
Populærvitenskapelig sammendrag av avhandlingen
Norsk
På sporet av gravitasjonsbølger
Big Bang-modellen har en tidlig periode vi kaller inflasjon. I inflasjonsperioden vokser universet ufattelig raskt, fra å være på størrelse med et atom til å være på størrelse med en appelsin i løpet av en bitteliten del av et sekund (10-32 sek.). Den mest lovende måten vi kan finne bevis på at inflasjonsfasen faktisk har funnet sted, er å lete etter spor av gravitasjonsbølgene som denne kraftige utvidelsen ifølge teoriene sendte ut. Den kosmiske bakgrunnstrålingen (CMB) er stråling som ble sendt ut da universet bare var 300 000 år gammelt, og det er her vi håper å finne spor etter gravitasjonsbølger.
Jeg har vært involvert i ulike prosjekter der det endelige målet har vært å finne spor etter gravitasjonsbølger. Vi leter etter et spesielt mønster (B-moder) i den polariserte bakgrunnstrålingen, og prøver å bestemme styrken på dette signalet. Det som gjør dette krevende, er at signalet vi leter etter er så svakt at det er vanskelig å skille signal fra støy. Vi må ha ekstremt god kontroll på måletekniske detaljer ved detektoren vår. Det er vanskelig å skille bakgrunnstrålingen fra stråling som kommer fra vår egen galakse. Vi må lage modeller av strålingen fra vår galakse og deretter fjerne den fra dataene våre før de skal analyseres videre. Ett av hovedresultatene i arbeidet vårt handler om hvordan en spesiell type stråling fra vår galakse, synkrotronstråling, fordeler seg på himmelen.
I avhandlingen har jeg brukt data fra satellittene WMAP og Planck og fra et eksperiment høyt oppe i Andesfjellene i Chile(QUIET). Jeg har også vært med på å planlegge den neste generasjonen av instrumenter som skal brukes til å observere den kosmiske bakgrunnstrålingen. For å forberede oss lager vi datasimuleringer av hvordan vi tror observasjonene kommer til å se ut, og hvor nøyaktige de kommer til å være. Disse simuleringene blir så analysert som om de var ekte observasjoner, og vi kan dermed se hva slags resultater vi kan forvente å få. Jeg har vært involvert i prosjekter med satellittene LiteBIRD og CORE, samt et eksperiment på Grønnland (GreenPol),
English
We believe that right after the Big Bang, the Universe started expanding extremely rapidly. This early phase of rapid expansion is called inflation. The Universe continued to expand at a more sober pace, and eventually, after 300 000 years, the Universe became transparent and photons were free to travel. These photons form a fingerprint of the early universe, and this radiation is what we call the Cosmic Microwave Background Radiation (CMB).
All accelerating masses create gravitational waves, but the signal is so faint that it is only the really gigantic effects, like inflation, that we will likely be able to measure. Imprinted in the CMB there should be a pattern originating from gravitational waves from inflation. Detecting these gravitational waves is a nice feat in itself, but even cooler is that it would be a (first) direct proof for the inflation phase in our Big Bang model.
During the work with my thesis I have analyzed CMB data from different satellites and ground experiments, with the ultimate goal to detect gravitational waves. The gravitational waves are observed by so-called B-mode patterns in the polarized CMB maps. These B-modes are so weak compared to the CMB signal that we are up to a great challenge when analyzing the data. We have to control every part of the detector performance and reduce systematic effects to a minimum. In addition to work related to systematics in the measurements, I have worked with what we call foregrounds. Foregrounds are radiation from our own Galaxy.
Working with such weak signals as the B-modes, we have to model the foreground with very high precision and then remove the foreground from the data. We find evidence for a spatial variation of one type of the foregrounds, the synchrotron radiation. Synchrotron radiation is due to relativistic electrons that interact with the Galactic magnetic field, sending out photons, which we detect in our CMB detector.
In this thesis I have used data from the WMAP and Planck satellites and from a ground experiment situated high up in the Andes in Chile (QUIET). I have also worked with planning future CMB experiments. It is the fourth generation of CMB detectors that are being designed now, and they will continue the hunt for inflation and the gravitational waves. The CMB group in Oslo is involved in both LiteBIRD and CORE, which are two possible future space missions, and a ground experiment, GreenPol, situated on Greenland.