Programa de Pós-Graduação em Física

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Late-time cosmology with third generation gravitational waves observatories
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-12) Souza, Josiel Mendonça Soares de; Sturani, Riccardo; https://orcid.org/0000-0003-2157-4401; http://lattes.cnpq.br/9771195169911237; https://orcid.org/0000-0003-1552-0095; http://lattes.cnpq.br/0529749022051880; Aguiar, Odylio Denys de; Nunes, Rafael da Costa; Silva Júnior, Raimundo; https://orcid.org/0000-0001-8318-7824; http://lattes.cnpq.br/2680905746363331; Holanda, Rodrigo Fernandes Lira de
Com a primeira detecção de ondas gravitacionais em 2015 pelos observatórios LIGO Hanford e Livingston, uma nova janela se abriu para o estudo da astronomia, astrofísica e cosmologia. Com ondas gravitacionais emitidas por sistemas binários de objetos compactos, como binários de buracos negros e estrelas de nêutrons, podemos medir diretamente suas distâncias de luminosidade dL , semelhantes às supernovas do tipo Ia chamadas de velas padrão. Assim, essas fontes de ondas gravitacionais receberam o nome de sirenes padrão, em analogia com as velas padrão. Se uma contraparte eletromagnética dessas fontes estiver disponível, como o sinal GW170817, podemos identificar diretamente sua posição no céu e, portanto, suas galáxias hospedeiras e redshifts z. Assim, tendo uma relação dL − z por meio de detecções de ondas gravitacionais com contrapartes eletromagnéticas, podemos realizar testes cosmológicos, como medir H0 , realizar seleção de modelo bayesiano, restringir parâmetros cosmográficos, entre outros. Neste trabalho, exploramos a força dos planejados observatórios terrestres de terceira geração, o Einstein Telescope e o Cosmic Explorer para sondar a evolução da expansão do Universo. Iniciamos apresentando nosso software GWDALI desenvolvido para estimar incertezas em parâmetros de ondas gravitacionais via Matrizes de Fisher e aproximações além-gaussianas de likelihoods. Também exploramos o quanto a sinergia entre observatórios de terceira geração pode melhorar as medições de distâncias de luminosidade de sirenes padrões brilhantes (sirenes padrão com contrapartes eletromagnéticas) para obter as melhores constantes cosmológicas das relações dL −z. Finalmente, lidamos com a abordagem cosmográfica, prevendo a máxima precisão nas medições dos três primeiros parâmetros cosmográficos, constante de Hubble H0 , parâmetro de desaceleração q0 e jerk j0 com o Einstein Telescope.
Natureza fractal e multifractal da onda gravitacional GW150914 detectada pelo LIGO
(2016-12-12) Nepomuceno, Mackson Matheus França; Freitas, Daniel Brito de; ; http://lattes.cnpq.br/2709876077692695; ; http://lattes.cnpq.br/1388531008519499; Medeiros, José Renan de; ; http://lattes.cnpq.br/9151590034650501; Mohan, Madras Viswanathan Gandhi; ; http://lattes.cnpq.br/1995273890709490; Aguiar, Odylio Denys de; ; http://lattes.cnpq.br/3325984959083987; Holanda, Rodrigo Fernandes Lira de; ; http://lattes.cnpq.br/2669928747407450
Usando as recentes observações da onda gravitacional GW150914 produzida pelo sistema de buracos negros binários coalescentes, a presente tese investiga a natureza fractal e multifractal da variação temporal da deformação relativa (strain) medido pelos detectores do Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferometria Laser (LIGO na sigla em inglês). Uma seleção de métodos e procedimentos, tais como as análises R/S e Wavelet, assim como, o método multifractal denotado por MFDMA, foram usados para estimar parâmetros estatísticos que sintetizam a onda gravitacional como uma série temporal complexa. Seja nos dados de Hanford ou Livingston, a análise fractal revelou que a referida série apresenta um comportamento com forte persistência e memória de longa duração quantificado pelo expoente de Hurst. Além disso, a forte aglomeração das flutuações encontrados pela análise R/S indica o alto grau de dependência por escala, característica de um sinal multifractal. Por outro lado, a análise multifractal através do método MFDMA sugere que a série temporal apresenta uma predominância de fracas singularidades em detrimentos às fortes, causando uma assimetria no espectro de singularidade D(h). Neste contexto, foram realizados dois tipos de procedimentos que analisam as possíveis fontes de multifractalidade presentes na série temporal. Os resultados mostram que procedimentos apontam para a existência de dois regimes de multifractalidade na série temporal separados pela região onde ocorre a colisão dos buracos negros, referentes aos dados de Hanford, e, para os dados de Livingston, próximo ao final da fase de inspiralização. Em seguinte, foi verificado a evolução temporal dos parâmetros multifractais, um processo similar ao adotado quando aplica-se a análise R/S. Como um resultado, constatou-se que, durante a evolução da diversidade lateral esquerda do espectro D(h), esse parâmetro sofre um pequeno impulso. A origem física desse impulso pode estar associada à amplitude da memória derivada do nível de polarização em relação a linha de visada do observador. Essa característica pode abrir caminho para uma gama de especulações, dentre elas, que a elasticidade do tecido espaço-tempo por ser inferida pelo comportamento multifractal da onda gravitacional.

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