Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει μια καινοτόμο προσέγγιση για την εξαγωγή της σταθεράς του Hubble (H0), χρησιμοποιώντας μόνο την απόσταση λαμπρότητας, που προκύπτει από τα βαρυτικά κύματα, από τη συγχώνευση Διπλών Συμπαγών Αντικειμένων (Τυπικές Σειρήνες). Αυτή η μέθοδος δεν απαιτεί ηλεκτρομαγνητικές ανιχνεύσεις ή μετρήσεις ερυθρομετατόπισης, καθώς γενικά δεν αναμένεται να υπάρχει γνώση της ερυθρίασης από αυτά τα γεγονότα. Ο κύριος σκοπός αυτής της μελέτης είναι να αντιμετωπίσει το πρόβλημα του Hubble Tension στην κοσμολογία, προσφέροντας μια ανεξάρτητη μέθοδο υπολογισμού του H0, από προηγούμενες εργασίες. Επειδή αυτή η μέθοδος απαιτεί σημαντικό αριθμό ανιχνεύσεων βαρυτικών κυμάτων, που οι τρέχοντες ανιχνευτές δεν έχουν καταφέρει ακόμη να παράσχουν, η έρευνα γίνεται για τις αναμενόμενες δυνατότητες του Τηλεσκοπίου Einstein, το οποίο αναμένεται να είναι λειτουργικό την επόμενη δεκαετία.
Ο κύριος στόχος αυτής της έρευνας είναι να αναπτύξει ένα Bayesian μοντέλο για την κατασκευή της κατανομής πιθανότητας του H0 και τον αριθμητικό του υπολογισμό για ένα σύνολο υποθετικών δεδομένων (μόνο αποστάσεις). Συγκεκριμένα, δημιουργείται ένα πρότυπο μοντέλο αναφοράς, το οποίο θεωρείται ως το αληθινό μοντέλο, με το οποίο παράγονται τα υποθετικά δεδομένα. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τον ενδογενή ρυθμό συγχώνευσης αυτών των αντικειμένων, ως προϋπάρχουσα γνώση για την ερυθρομετατόπιση, μπορεί να υπολογιστεί η κατανομή πιθανότητας του H0 για τα υποθετικά δεδομένα. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προτεινόμενη μεθοδολογία μπορεί να πετύχει καλή ακρίβεια στην εκτίμηση του H0, με τη δυνατότητα να συμβάλλει σημαντικά στην επίλυση των τωρινών αποκλίσεων στις μετρήσεις της σταθεράς του Hubble. Τα ευρήματα καταδεικνύουν την ανθεκτικότητα της προσέγγισης υπό διαφορετικές αβεβαιότητες μέτρησης της απόστασης, υπογραμμίζοντας την εφαρμοσιμότητά της για μελλοντικές κοσμολογικές μελέτες χρησιμοποιώντας δεδομένα βαρυτικών κυμάτων.
(EL)
This thesis presents a novel approach for inferring the Hubble constant (H0), using only the luminosity distance, derived by gravitational waves, from the merging of Double compact objects (Standard Sirens). This method requires no electromagnetic counterparts or redshift measurements, as in general it is not expected to have any knowledge of redshift from these events. The primary purpose of this study is to address the Hubble tension problem in cosmology, by offering an independent method, of calculating H0, from previous works. Since this method requires a substantial amount of gravitational wave detections, that current detectors have not been able to provide, the research is done for the proposed capabilities of the Eistein Telescope, expected to be operational in the next decade.
The primary objective of this research is to develop a Bayesian inference framework for constructing the posterior probability of H0 and numerically calculate it for a set of mock data (only distances). In particular, a fiducial model is created, considered as the true model, with which the mock data are generated. Then using the intrinsic merger rate of these objects, as a prior knowledge on redshift, the posterior probability distribution of H0 can be calculated for the mock data. The results indicate that the proposed methodology can achieve a good degree of accuracy in estimating H0, with the potential to significantly contribute in resolving the current discrepancies in Hubble constant measurements. The findings demonstrate the robustness of the approach under different measurement uncertainties, highlighting its applicability for future cosmological studies using gravitational wave data.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
