Natureza fractal e multifractal da onda gravitacional GW150914 detectada pelo LIGO

dc.contributor.advisorFreitas, Daniel Brito de
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2709876077692695
dc.contributor.authorNepomuceno, Mackson Matheus França
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1388531008519499
dc.contributor.referees1Medeiros, José Renan de
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9151590034650501
dc.contributor.referees2Mohan, Madras Viswanathan Gandhi
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1995273890709490
dc.contributor.referees3Aguiar, Odylio Denys de
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3325984959083987
dc.contributor.referees4Holanda, Rodrigo Fernandes Lira de
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2669928747407450
dc.date.accessioned2017-03-17T23:55:08Z
dc.date.available2017-03-17T23:55:08Z
dc.date.issued2016-12-12
dc.description.abstractUsing the recent observations of the gravitational wave GW150914 produced by the binary black holes coalescing system, the present thesis investigates the fractal and multifractal nature of the temporal variation of the strain measured by the detectors of the Observatory of Gravitational Wave by Laser Interferometry-LIGO. A selection of methods and procedures, such as the R/S andWavelet analysis, as well as the multifractal method denoted by MFDMA, were used to estimate statistical parameters that synthesize the gravitational wave as a complex time series. Whether in the Hanford or Livingston data, the fractal analysis revealed that the series presents a behavior with strong persistence and long-term memory quantified by the Hurst exponent. In addition, the strong agglomeration of the fluctuations found by the R/S analysis indicates the high degree of scale dependence characteristic of a multifractal signal. On the other hand, multifractal analysis using the MFDMA method suggests that the time-series presents a predominance of weak singularities in detriments to the strong, causing an asymmetry in the singularity spectrum D(h). In this context, two types of procedures were performed that analyze the possible sources of multifractality present in the time-series. The results show that procedures point to the existence of two multifractality regimes in the time series separated by the region where the black holes collide, referring to the Hanford data, and, for the Livingston data, near the end of the inspiral phase. Then, the temporal evolution of the multifractal parameters was verified, a process similar to that adopted when applying the R/S analysis. As a result, it was found that, during the evolution of the left lateral diversity of the spectrum D(h), this parameter undergoes a small impulse. The physical origin of this pulse may be associated with the amplitude of the memory derived from the polarization level in relation to the observer’s line of sight. This feature may open the way for a range of speculations, among them, the elasticity of the space-time fabric to be inferred by the multifractal behavior of the gravitational wave.pt_BR
dc.description.resumoUsando 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.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.identifier.citationNEPOMUCENO, Mackson Matheus França. Natureza fractal e multifractal da onda gravitacional GW150914 detectada pelo LIGO. 2016. 142f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22338
dc.languageporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAnálise fractal e multifractalpt_BR
dc.subjectSéries temporaispt_BR
dc.subjectOndas gravitacionaispt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICApt_BR
dc.titleNatureza fractal e multifractal da onda gravitacional GW150914 detectada pelo LIGOpt_BR
dc.title.alternativeFractal and multifractal nature of the gravitational wave GW150914 detected by LIGOpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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