Ondas gravitacionales: origen, detección e implicaciones cosmológicas

Abstract

RESUMEN: En este Trabajo de Fin de Grado se revisa la parte teórica de la Teoría de la Relatividad, principalmente aquellos aspectos relacionados con el origen, la emisión y la detección de las ondas gravitacionales. Se profundiza en el desarrollo de las ecuaciones de Einstein hasta conseguir la ecuación de ondas que vertebra toda la teoría de ondas gravitatorias. Se describen cualitativamente los detectores y los métodos de detección utilizados a lo largo de la historia y en la época actual, resaltando el principio de funcionamiento de la interferometría láser utilizada en el observatorio LIGO, puesto que ha sido el único método capaz de detectar ondas gravitacionales de manera directa. Finalmente, se utiliza un modelo teórico basado en ecuaciones aproximadas para, con los datos del observatorio LIGO, reproducir los resultados calculados para los valores de los parámetros del sistema binario de agujeros negros que produjo las ondas gravitacionales, antes de colapsar.

ABSTRACT: The theoretical part of the Theory of Relativity is revised in this Final Degree Paper, mainly origin, emission and detection of gravitational waves aspects. Einstein field equations are developed to get the wave equation that structures gravitational wave theory. Detectors and detection methods used in the past and in the present are described in a qualitatively way, making emphasis in laser interferometry used in LIGO observatories, since it is the only direct method to detect gravitational waves. Finally, a theoretical model based in approximated formulas, together with LIGO data, is used to reproduce the calculated parameters of the black hole binary system that produced the gravitational waves, before merging.