@MastersThesis{Pereira:2008:FuEsOn,
author = "Pereira, Eduardo dos Santos",
title = "Fundo estoc{\'a}stico de ondas gravitacionais gerados por buracos
negros pr{\'e}-gal{\'a}ctiocs",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2008",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2008-02-22",
keywords = "astrof{\'{\i}}sica, ondas gravitacionais,buracos negros,
cosmologia, gravitacional waves, gravitation, black holes,
galaxies, cosmology.",
abstract = "A observa{\c{c}}{\~a}o da radia{\c{c}}{\~a}o c{\'o}smica de
fundo em microondas nos fornece informa{\c{c}}{\~a}o sobre o
momento em que mat{\'e}ria e radia{\c{c}}{\~a}o desacoplaram,
como uma fotografia produzida 300.000 anos ap{\'o}s o Big-Bang.
Hoje, atrav{\'e}s da observa{\c{c}}{\~a}o de estruturas e
objetos c{\'o}smicos, podemos avaliar o comportamento do Universo
em tempos mais recentes (em torno de um bilh{\~a}o de anos
ap{\'o}s o in{\'{\i}}cio do Universo). Por{\'e}m, existe uma
fase da qual n{\~a}o se t{\^e}m informa{\c{c}}{\~o}es, a
chamada ``Era Cosmol{\'o}gica das Trevas''. Por outro lado, a
primeira detec{\c{c}}{\~a}o de ondas gravitacionais, e a
posterior regular observa{\c{c}}{\~a}o dessas ondas, certamente
est{\'a} entre os mais importantes objetivos
cient{\'{\i}}ficos, e avan{\c{c}}os tecnol{\'o}gicos, para o
come{\c{c}}o deste mil{\^e}nio. Em particular, a
observa{\c{c}}{\~a}o direta de ondas gravitacionais abrir{\'a}
uma nova janela astron{\^o}mica para a observa{\c{c}}{\~a}o do
Universo. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem por
objetivo o uso de ondas gravitacionais como ferramenta de estudo
do Universo primordial. Fizemos o estudo e a
caracteriza{\c{c}}{\~a}o dos fundos estoc{\'a}sticos de ondas
gravitacionais geradas pelo colapso para buracos negros de
estrelas primordiais. Para isso, utilizamos o cen{\'a}rio
hier{\'a}rquico de forma{\c{c}}{\~a}o de estruturas, dentro do
modelo \$ Lambda\$ CDM. Em tal contexto, o formalismo tipo
Press-Schechter foi usado no c{\'a}lculo da fun{\c{c}}{\~a}o de
massa de halos de mat{\'e}ria escura, que forneceu um modelo
fisicamente adequado para a forma{\c{c}}{\~a}o das estruturas do
Universo. Ent{\~a}o, pode-se determinar, em fun{\c{c}}{\~a}o do
`` extit{redshift}'', a taxa de forma{\c{c}}{\~a}o estelar. Foi
obtido que, independentemente do ponto em ``emph{redshift}'' que
se considera iniciar a forma{\c{c}}{\~a}o estelar (\$
z_{ini}\$ ), os m{\'a}ximos da Taxa C{\'o}smica de
Forma{\c{c}}{\~a}o Estelar decrescem com o aumento da massa
m{\'{\i}}nima inicial dos halos de mat{\'e}ria escura, e que ao
se aumentar o tempo caracter{\'{\i}}stico de
forma{\c{c}}{\~a}o estelar ocorre uma diminui{\c{c}}{\~a}o no
n{\'u}mero de estrelas formadas, ao mesmo tempo que seus
m{\'a}ximos se aproximam do presente. Para os tr{\^e}s casos de
\$ z_{ini}\$ (20, 30 e 40), ao se aumentar o valor da massa
m{\'{\i}}nima inicial dos halos de mat{\'e}ria escura, do tempo
caracter{\'{\i}}stico de forma{\c{c}}{\~a}o estelar e do
expoente da fun{\c{c}}{\~a}o de massa inicial, a amplitude do
fundo sofreu uma diminui{\c{c}}{\~a}o de seus valores. Foi
observado que a contribui{\c{c}}{\~a}o para a densidade de
energia do Universo do sinal gravitacional emitido pelas fontes
aqui estudas, s{\~a}o muito menores que um, n{\~a}o alterando a
din{\^a}mica do Universo. Em todos os casos o c{\'a}lculo da
raz{\~a}o sinal/ru{\'{\i}}do foi menor que um para os
detectores interferom{\'e}tricos LIGO ( extit{Laser
Interferometer Gravitational-Waves Observatory}) nas
configura{\c{c}}{\~o}es: inicial (I), intermedi{\'a}ria (II) e
avan{\c{c}}ada (III). Por{\'e}m, obtivemos \$ (S/N)
hicksim0,7\$ (na configura{\c{c}}{\~a}o LIGO III) para alguns
dos modelos aqui estudados. Isso abre a possibilidade de obter \$
(S/N)>1\$ , no cen{\'a}rio aqui proposto, pela
introdu{\c{c}}{\~a}o de um terceiro (ou quarto)
interfer{\^o}metro no c{\'a}lculo da raz{\~a}o \$ (S/N)\$ .
ABSTRACT: Observation of the Cosmic Microwave Background Radiation
(CMB) provide us with a clear information about the status of
matter and radiation at the decoupling era like a snapshot of the
Universe 300.000 years after the Big-Bang. Nowadays, through
observations of the cosmic structure, we can build-up the history
of the Universe from one billion years after the Big-Bang until
the present time. However, there is a period of the history of
Universe, known as {"}Dark Ages'', for which we have no
observational data. On the other hand, the first gravitational
wave detection will open a new astronomical window for observation
of the Universe at high redshifts. The main objective of the
present work is to use gravitational waves as a tool for the study
of the Universe at high redshifts. To do that, we use a
Press-Schechter like-formalism to study the cosmic star formation
up to redshift 40. We study three specific cases for Zini (20, 30
and 40), and we follow the star formation history within the dark
halos formed from the collapse of primordial density
perturbations. In particular, we obtain Signal-to-Noise (S/N)
ratios for the correlation of two LIGO's (Laser Interferometer
Gravitational Wave Observatory) operating in the initial, enhanced
and advanced configurations. We run several models changing the
following parameters: exponent of the initial mass function, time
scale for star formation, efficiency for gravitational wave
produtcion. We find, for some models , (S/N) hicksim 0,7 for LIGO
III configuration. This kind of result open a possibility to
detect such a stochastic background adding a third (or fourth)
interferometer to calculate the Signal-to-Noise rate \$ (S/N).",
committee = "Jos{\'e}, Carlos Neves de Ara{\'u}jo (presidente) and Miranda,
Oswaldo Duarte (orientador) and Cl{\'a}udia, Vilega Rodrigues and
Ronaldo, Eust{\'a}quio de Souza",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Stochastic Background of Gravitational Waves Generated By
pre-galactic Black Hole Formation",
language = "pt",
pages = "108",
ibi = "6qtX3pFwXQZGivnK2Y/SLqeE",
url = "http://urlib.net/ibi/6qtX3pFwXQZGivnK2Y/SLqeE",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "28 abr. 2024"
}