Um novo método para o cálculo dos fundos estocásticos em ondas gravitacionais gerados por sistemas binários compactos - Edgard de Freitas Diniz Evangelista (2013)
Logo após a publicação da Teoria da Relatividade Geral em sua forma final em 1916, percebeu-se que algumas de suas soluções descreviam ondas gravitacionais, ou seja, perturbações no espaço-tempo que se propagam à velocidade da luz e que podiam em princípio ser detectadas. De acordo com tais soluções, quaisquer distribuições de massa que sofressem algum tipo de variação temporal poderiam ser fontes de radiação gravitacional, desde que em algum momento do processo a simetria esférica fosse rompida. Dessa forma, do ponto de vista astrofísico, praticamente qualquer processo envolvendo deformações ou movimentos de corpos, tais como estrelas e buracos negros pode ser considerado uma fonte em potencial de ondas gravitacionais. Particularmente, esta tese trata os sistemas binários compactos cosmológicos em órbitas circulares e excêntricas e o espectro em ondas gravitacionais gerado pela população de tais objetos. Na literatura há diversas maneiras de se calcular tais espectros, porém tais métodos, em geral, ou não levam em consideração a evolução temporal dos parâmetros orbitais ou a considera de forma indireta. Assim, o objetivo principal desta tese é a elaboração de um novo método para o cálculo do espectro gerado por sistemas binários durante as fases periódica ou quase-periódica e que considera explicitamente tal dependência temporal. Utiliza-se uma analogia com um problema de Mecânica Estatística para se estabelecer os fundamentos desse método. Além disso, os fundos para sistemas excêntricos foram gerados por meio de um método alternativo ao que se observa na literatura: os espectros para cada harmônico foram calculados independentemente e somados a fim de se obter o espectro total, considerando-se também a função distribuição das excentricidades. Foram gerados os fundos correspondentes aos sistemas em órbitas circulares e elípticas, onde se nota que tais espectros são caracterizados por dois máximos: um localizado na região de baixas frequências e outro próximo às frequências máximas, sendo este último consequência de evolução temporal dos sistemas. Para órbitas circulares, foram utilizadas diferentes taxas de formação estelar e distribuições de frequência para se estudar a influência destas funções sobre o modelo. Foram calculados também os fundos gerados pela coalescência de binárias, cujas formas mostram concordância com resultados presentes na literatura, embora as amplitudes sejam maiores por um fator $\sim$ 10. Tal diferença será tratada em trabalhos futuros.