Introducción a la Astronomía de Ondas Gravitacionales
Mario Díaz

Primavera, 2017- UBA

El siguiente es un programa tentativo para un curso introductorio a la Astronomía de  Ondas Gravitacionales. El objetivo del curso es proveer los conocimientos básicos que permitan a un estudiante avanzado de pre-grado o un estudiante principiante de posgrado comenzar estudios en distintas áreas de esta naciente rama de la astrofísica.

La teoría de la Relatividad General.
Aproximación de campo débil y Relatividad General linearizada. Ondas planas. Sistema transversal de traza nula y sistema de referencia propio de un observador. Energía: Ondas gravitacionales en un espacio tiempo curvo. Tensor de energía momento para ondas gravitacionales. Optica Geometrica. Teorema de Peeling. Absorción y dispersión.

Generación de ondas gravitacionales.
Fuentes de campo débil. Expansión de las soluciones a baja velocidad. Radiación cuadrupolar. Amplitud y distribución angular. Energía radiada y momento angular. Reacción de radiación. Expansión multipolar.

Fuentes astrofísicas.
Binarias Compactas. Órbitas circulares. Amplitud de gorjeo. Órbitas elípticas. Potencia y frecuencia de la radiación emitida. Reacción de retroceso. Binarias coalescentes en un universo en expansión. Cuerpos rígidos rotantes. Elipticidad. Bamboleo. Caída directa en agujeros negros. Disrupción tidal de estrellas. Masas aceleradas. Ondas gravitacionales durante el universo temprano.

Aproximación Post-newtoniana.
Expansión PN de las ecuaciones de Einstein. Límite Newtoniano. Partículas de prueba en una métrica PN. Aproximación de Blanchet-Damour . Efectos de campo fuerte y estructura interna. Formas de onda. Teoras alternativas de la gravedad. Parámetros PPN. Polarización.

Observación Experimental.
Pulsar de Hulse Taylor. Pulsar timing. Retraso temporal de Shapiro, Roemer. Astronomía de ondas gravitacionales experimental. Rangos de frecuencia para las distintas fuentes.

Técnicas de procesamiento de datos.
Densidad espectral de ruido. Patrón de antena. Estadística de Matched Filtering. Aproximaciones Frecuentistas y Bayesianas. Fuentes explosivas y análisis de tiempo-frecuencia. Fuentes continuas. Modulación de la amplitud. Corrimiento Doppler. Fondo
estocástico y correlación cruzada. Análisis con redes de detectores.

Instrumentación.
Masas resonantes. Interacción de ondas gravitacionales con cuerpos elásticos. Sección transversal de absorción. Transductores resonantes. Ruido térmico. Límite cuántico. Esferas resonantes. Interferómetros. Interferómetros de Michelson . Interacción con ondas gravitacionales en el formalismo TT. Interferómetros como transductores de tiempo de viaje en potencia luminosa. Difracción y haces de luz gausianos. Detección en la franja oscura. Trazado óptico, Fabry Perot Etalons y estabilización de frecuencia por el
metodo Pound-Drever-Hall. Controles, servos y trabado. Fuentes de ruido en la interferometría por laser. Ruido sísmico, térmico y teorema de  fluctuacion disipación. Ruido de shot noise y presión de radiacion. Prevención de la demolición cuántica. Squeezing.