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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: COSMOGRAFIA COM ONDAS GRAVITACIONAIS”
???metadata.dc.creator???: Jonathan Silva de Morais, Jonathan Silva de Morais
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Jailson Souza de Alcaniz , Jailson Souza de Alcaniz
???metadata.dc.contributor.advisor2???: Jailson Souza de Alcaniz, Jailson Souza de Alcaniz
???metadata.dc.description.resumo???: Neste trabalho, investigamos o potencial de sirenes-padrão de ondas gravitacionais para restringir parâmetros cosmográficos de maneira independente de um modelo cosmológico específico. Consideramos catálogos simulados de \textit{bright sirens}, assumindo a identificação de contrapartes eletromagnéticas e, portanto, a determinação independente do redshift das fontes. A análise é realizada para três configurações observacionais: Advanced LIGO, Einstein Telescope e DECIGO, permitindo comparar o desempenho de detectores atuais e futuros na reconstrução da relação distância de luminosidade--redshift. Para descrever a expansão cósmica, utilizamos a expansão cosmográfica de Taylor até $\mathcal{O}(z^3)$ e os aproximantes de Padé $P_{2,1}$ e $P_{3,2}$, avaliando suas propriedades de convergência e seu impacto nas restrições dos parâmetros $H_0$, $q_0$ e $j_0$, além dos parâmetros de ordem superior $s_0$ e $l_0$ no caso de Padé $P_{3,2}$. Estudamos dois cenários complementares: uma análise em função da razão sinal-ruído dos eventos e uma análise em função do número total de detecções. Os resultados mostram que o Advanced LIGO é principalmente sensível à determinação de $H_0$, alcançando precisões relativas da ordem de $2\%$ na análise por SNR e aproximadamente $1.1\%$ nos cenários mais otimistas em número de eventos. O Einstein Telescope melhora significativamente as restrições, atingindo precisão subpercentual para $H_0$, da ordem de $0.5\%$--$0.6\%$, e restringindo $q_0$ com precisão relativa de aproximadamente $16\%$--$19\%$. O DECIGO apresenta o melhor desempenho geral, alcançando precisões de cerca de $0.25\%$--$0.30\%$ para $H_0$, $6\%$--$10\%$ para $q_0$ e tornando o parâmetro jerk $j_0$ observacionalmente informativo, com precisão relativa de aproximadamente $16\%$ no cenário mais favorável. Em geral, a expansão de Taylor fornece as melhores precisões para os parâmetros comuns dentro de seu domínio de validade, enquanto os aproximantes de Padé são importantes para avaliar a estabilidade da reconstrução cosmográfica em intervalos de redshift mais amplos. Concluímos que sirenes-padrão de ondas gravitacionais constituem uma ferramenta promissora e complementar para investigar a história de expansão do Universo e testar possíveis desvios em relação ao modelo cosmológico padrão.
Abstract: In this work, we investigate the potential of gravitational-wave standard sirens to constrain cosmographic parameters independently of a specific cosmological model. We consider simulated catalogs of \textit{bright sirens}, assuming the identification of electromagnetic counterparts and, therefore, an independent determination of the source redshifts. The analysis is performed for three observational configurations: Advanced LIGO, Einstein Telescope, and DECIGO, allowing us to compare the performance of current and future detectors in reconstructing the luminosity distance--redshift relation. To describe the cosmic expansion, we use the Taylor cosmographic expansion up to $\mathcal{O}(z^3)$ and the Padé approximants $P_{2,1}$ and $P_{3,2}$, evaluating their convergence properties and their impact on the constraints of the parameters $H_0$, $q_0$, and $j_0$, as well as the higher-order parameters $s_0$ and $l_0$ in the case of Padé $P_{3,2}$. We study two complementary scenarios: an analysis as a function of the signal-to-noise ratio of the events and an analysis as a function of the total number of detections. The results show that Advanced LIGO is mainly sensitive to the determination of $H_0$, reaching relative precisions of about $2\%$ in the SNR-based analysis and approximately $1.1\%$ in the most optimistic scenarios based on the number of events. The Einstein Telescope significantly improves the constraints, reaching subpercent precision for $H_0$, of about $0.5\%$--$0.6\%$, and constraining $q_0$ with relative precision of approximately $16\%$--$19\%$. DECIGO provides the best overall performance, reaching precisions of about $0.25\%$--$0.30\%$ for $H_0$, $6\%$--$10\%$ for $q_0$, and making the jerk parameter $j_0$ observationally informative, with relative precision of approximately $16\%$ in the most favorable scenario. In general, the Taylor expansion provides the best precision for the common set of parameters within its domain of validity, while the Padé approximants are important for assessing the stability of the cosmographic reconstruction over wider redshift intervals. We conclude that gravitational-wave standard sirens constitute a promising and complementary tool for investigating the expansion history of the Universe and testing possible deviations from the standard cosmological model.
Keywords: Cosmografia, Cosmologia e Ondas Gravitacionais
???metadata.dc.subject.cnpq???: ASTROFISICA EXTRAGALACTICA::COSMOLOGIA
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Observatorio Nacional
???metadata.dc.publisher.initials???: ON
???metadata.dc.publisher.department???: Divisão de Programas de Pós-Graduação - DIPPG
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Astronomia
Citation: Jonathan Silva de Morais, Jonathan Silva de Morais. COSMOGRAFIA COM ONDAS GRAVITACIONAIS”. 2026. 133 páginas da Dissertação do Programa de Pós-Graduação em Astronomia) - Observatório Nacional, RJ .
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/225
Issue Date: 31-Jul-2026
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado PPGA
Dissertações de Mestrado PPGA

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