Late-time cosmology with third generation gravitational waves observatories

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Souza, Josiel Mendonça Soares de
• Orientador(a): Sturani, Riccardo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Física; Standard sirens; Luminosity distance; Cosmography; GWDALI; Einstein telescope; Cosmic explorer
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54566

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.