Análisis de polarizaciones no tensoriales y del modo de oscilación g en objetos astrofísicos emisores de ondas gravitacionales

Abstract

La detección de las ondas gravitacionales (OG) puede ser considerada como uno de los mayores logros de la física contemporánea. Dicha detección dio origen al nacimiento de la astronomía de OG y la astronomía de multimesajeros (AMM), las cuales han permeado significativamente el desarrollo de la gravitación, cosmología, astronomía y astrofísica, jugando un papel central en el entendimiento actual, y futuro, del universo. Desde el a ̃no 2015, cuando los interferómetros LIGO confirmaron la primera detección de una señal de OG, producida por la fusión de dos agujeros negros, la cantidad de investigaciones, publicaciones y proyectos de experimentación se han incrementado significativamente alrededor del mundo, convirtiendo a la física de OG, la astronomía de OG y la AMM en áreas de vibrante desarrollo científico, cuyas aportaciones en la próxima década prometen revolucionar el panorama científico conocido actualmente. En este contexto, dos problemas captan la atención de la comunidad científica: En primer lugar, como usar los datos interferométricos de las detecciones de OG para probar los limites de la teoría general de la relatividad (TGR), y en segundo lugar, como caracterizar nuevas fuentes de radiación gravitacional a ́un no detectadas, como aquellas producidas por el colapso de núcleo de supernovas (CNS). Esta tesis doctoral estudia y explora dos problemas abiertos y de gran relevancia en la actualidad, el primero aborda la posibilidad de detectar polarizaciones no tensoriales en la configuración actual de los interferómetros LIGO. Mientras que el segundo, desarrolla una metodología computacional de aprendizaje automático para estimar la evolución temporal de la característica de alta frecuencia (CAF), que está presente en todas las simulaciones numéricas de OG producidas por CSN.

Esta tesis presenta: (i) un análisis formal de las polarizaciones no tensoriales en las teorías alternativas de gravitación de Brans-Dicke, Lightman-Lee y Rosen. Evidencia numérica a través de la cual se determina la posibilidad de obtener la detección de dichas polarizaciones en datos interferométricos bajo la configuración actual de LIGO usando parámetros fésicos del evento GW150914.

(ii) La estimación explícita de la pendiente de la característica de alta frecuencia presente en OG producidas por CSN. Esta estimación se lleva a cabo usando un algoritmo de

inteligencia artificial en ruido interferométrico real de LIGO, a diferentes orientaciones, y distancias Galácticas. Esta metodología es considerada como la mejor estimación de la pendiente de la CAF en ruido interferométrico real. Usando dicha estimación, presentamos evidencia física que soporta la correlación de la CAF con diferentes parámetros de la fuente, lo cual válida la exploración de la CAF en estudios de estimación de parámetros.