天体物理学，相对论和宇宙学
什么是天体物理学，相对性和宇宙学？
宇宙扮演着跨距离，时间和能量范围的物理现象，远远超出了陆地实验室中可进入的现象。天体物理现象从核的大小到可观察到的宇宙的边缘，从我们宇宙的第一瞬间的难以想象的温度到其随后的Eons的演变。引力涉及所有这些，并指导黑洞事件视野附近的戏剧性现象。宇宙学探讨了宇宙的历史，构图和最大规模的结构。天体物理学，引力和宇宙学研究为我们对物理原理的理解做出了重要贡献，并继续揭示了对基本物理和我们在宇宙中的地位的新见解。
我们在伊利诺伊州的天体物理学，相对论和宇宙学研究中正在做什么？
我们的研究工作涵盖理论，计算，仪器和数据分析。我们的工作是本质上的跨学科，我们的教职员工与校园中的许多其他研究部门密切合作，包括高能物理小组， 这核物理小组， 这天文学部， 这国家超级计算申请中心（NCSA），伊利诺伊州宇宙高级研究中心（ICASU）和天体物理调查中心（上限）。关键研究主题包括以下内容：
天体物理流体动力学
天体物理流体动力学的研究致力于研究需要大规模数值建模的天体物理学中的气流问题。相关的物理现象包括碰撞和无碰撞气体动力学，磁场，引力，辐射运输和化学/核反应。应用包括月球的起源，相互作用的二进制恒星，银河系和星系簇的演化以及从恒星到星系群量表的黑洞积聚流。最近的工作包括开创性的理论建模事件地平线望远镜合作。
该领域的教职员工：查尔斯·加米，，，，保罗·里克（Paul Ricker）。
宇宙灾难
巨大的恒星的内爆和恒星与恒星残留物的碰撞会产生壮观的爆炸 - 苏格诺娃，伽马射线爆发等等 - 现在可以使用所有四个基本力量观察到。伊利诺伊州理论家和观察家拥护这种宇宙在极端条件下揭示物理学的多通用观点。理论工作包括研究导致合并（共同包膜）的恒星进化的研究；中子恒星合并的研究；超新星作为中微子来源，元素工厂，粒子加速器，银河能源和近地威胁。从观察上讲，我们将成为发现各种爆炸的世界枢纽LSST，我们与Ligo科学合作和丽莎联盟，我们跟进世界和太空中望远镜的最有趣的事件。
该领域的教职员工：布莱恩·菲尔德（Brian Fields），，，，Gautham Narayan，，，，斯图尔特·夏皮罗（Stuart Shapiro），，，，Helvi Witek，，，，尼古拉斯·尤尼斯（Nicolas Yunes）。
宇宙学
这宇宙学小组从各种角度探索宇宙的内容和演变。理论工作包括通货膨胀模型和早期宇宙，以及阐明基本物理学的新观察性特征，包括暗物质和暗能量的本质。观察宇宙微波背景（CMB）是仪器和分析工作的主要重点，包括搜索原始引力波，重力镜头的测量以及我们宇宙第一个星系的识别。重力镜头是宇宙学和天体物理学的强大工具。作为大自然的放大镜，它为现有的望远镜提供了更高的分辨率和更高的敏感性，以探测遥远宇宙的物理和化学。它也是“查看”暗物质及其对宇宙中物质大规模分布的影响的有用方法。我们的小组正在开发各种新仪器，以在GHz和THZ频率上从地面，气球和空间进行观察。这些包括CMB实验，例如二头肌，SPT，蜘蛛和CMB-S4，以及天体物理实验，例如Terahertz强度映射器（蒂姆）和Origins太空望远镜。伊利诺伊州为许多当前做出了贡献（SDSS，，，，des，，，，spt）和未来（LSST，，，，CMB-S4，，，，wfirst）大规模的天体物理调查。
该领域的教职员工：彼得·阿德赛德（Peter Adshead），，，，杰夫·菲利皮尼（Jeff Filippini），，，，吉尔伯特·霍尔德（Gilbert Holder），，，，Gautham Narayan，，，，华金·维埃拉（Joaquin Vieira）。
相对论重力
这伊利诺伊相对论小组着重于将相对论问题的普遍相对论应用于相对论重力。一项主要活性包括开发和应用分析和数值相对论技术，以了解紧凑物体的聚结和引力波的发射。然后，我们使用这些模型来表征由地面仪器检测到的引力波，例如先进Ligo和处女座，以及未来的空间仪器，例如丽莎。另一个主要活动是使用重力波，二元脉冲星和中子星观测到新的极端重力方案中爱因斯坦在新的极端重力方面的总体相对论理论的创建和实施。最终的主要活性是对黑洞和中子星的结构的研究及其与粒子物理和核物理学的联系。我们采用黑洞作为新颖的探针来寻找可能构成与传统对撞机或直接检测实验的范围内的暗物质的新颗粒。我们使用中子星作为实验室，以了解核物理高于核饱和密度的核物理学。
该领域的教职员工：斯图尔特·夏皮罗（Stuart Shapiro），，，，Helvi Witek，，，，尼古拉斯·尤尼斯（Nicolas Yunes）。
星系进化的物理学
我们在伊利诺伊州的小组正在积极试图发现宇宙中的第一个星系并了解历史宇宙之星形成。这些遥远的星系笼罩在宇宙灰尘中，使它们在光学波长下看不见。宇宙灰尘是从行星到星系中心巨大的黑洞的形成和演变的关键组成部分。自从大爆炸被尘埃吸收和重新燃烧起来以来，产生的一半能量表明其宇宙的重要性。我们小组观察计划的亮点包括发现最遥远的尘土飞扬，在Z = 6.9时发现的星系，在大爆炸后不到十亿年，当时宇宙仅占其当前年龄的5％。我们的小组定期观察地球上最先进的望远镜，包括阿尔玛，，，，哈勃， 和钱德拉，并且是将观察到的首批团体之一詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）。
该领域的教职员工：杰夫·菲利皮尼（Jeff Filippini），，，，吉尔伯特·霍尔德（Gilbert Holder），，，，华金·维埃拉（Joaquin Vieira）。