Escoltar

Millors mètodes numèrics per simular les ones gravitacionals

La tesi doctoral d’Àlex Vañó proposa millores per als models teòrics utilitzats per descobrir la presència d’aquest fenomen que Albert Einstein va predir a la teoria de la relativitat general  

La relativitat general és una teoria de gravitació que relaciona la geometria de l'espaitemps amb la distribució d’energia i massa contingudes. Les seves pertorbacions es propaguen en forma de radiació que viatja a la velocitat de la llum i s'anomenen ones gravitacionals. Per detectar aquestes ones s'han de comparar les dades experimentals amb models teòrics, els quals són creats mitjançant mètodes numèrics. El treball de la tesi doctoral d’Àlex Vañó Viñuales pretén contribuir a la millora i l’eficiència d'aquests mètodes numèrics. La tesi l’han dirigida el doctor Sascha Husa i la doctora Alícia Sintes, del Departament de Física de la UIB, i s’ha fet en el marc de l’activitat investigadora del grup de recerca en Relativitat i Gravitació.

Un mètode comú per resoldre les equacions d'Albert Einstein de la relativitat general consisteix en seccionar l'espaitemps en foliacions (com fotografies preses en diferents intervals de temps de diferència), especificar dades inicials adients a la foliació inicial (la fotografia inicial) i fer evolucionar el sistema segons indiquin les equacions (s’obtenen així les fotografies posteriors). En la tesi d’Àlex Vañó s'han utilitzat un tipus de foliacions especials que permeten avaluar el senyal de radiació a l'únic lloc on està inequívocament definit: a l'infinit. Per tal de poder evolucionar en aquestes foliacions s'ha de realitzar una compactificació, la qual cosa complica la implementació numèrica de les equacions, sent la seva estabilització el principal problema que s'ha hagut de resoldre.

La labor numèrica d'aquesta tesi es restringeix a simetria esfèrica, on s'han aconseguit realitzar simulacions estables amb dades inicials de l'espaitemps pla i dades inicials que inclouen un forat negre. Aquests resultats encoratgen la implementació general en tres dimensions espacials, per tal de poder gaudir dels beneficis d'aquest mètode en la creació de models teòrics d'ones gravitacionals i en estudis més generals de l'espaitemps.

Fitxa de la tesi doctoral

  • Títol: Free evolution of the hyperboloidal initial value problem in spherical symmetry
  • Autor: Àlex H. Vañó Viñuales
  • Programa de doctorat: Física
  • Departament: Física
  • Directors: Alícia Sintes Olives i Sascha Husa  

Data de publicació: 13/10/2015