Exposición Tesis. Viernes 14 de noviembre de 2025, a las 11:00, en el Salón de Actos de la Biblioteca Eduard Boscà, Carrer Doctor Moliner, núm. 50 (Campus de Burjassot-UV), tendrá lugar la lectura de la Tesis Doctoral realizada por Davide Guerra, bajo la dirección de los doctores Pablo Cerdá Durán y Jose A. Font Roda, profesores de este departamento.
Resumen:
La detección de ondas gravitacionales procedentes de la fusión de estrellas de neutrones binarias ha inaugurado una era revolucionaria en la astrofísica, abriendo oportunidades sin precedentes para estudiar la física de la materia en condiciones extremas de densidad y temperatura. Las observaciones multimensajero de tales eventos no solo han proporcionado nuevas restricciones sobre la ecuación de estado de las estrellas de neutrones, sino que también han profundizado nuestra comprensión de los procesos nucleares fundamentales y de la astrofísica de objetos compactos. Sin embargo, la interpretación precisa de estas observaciones requiere modelos teóricos y simulaciones computacionales robustas en relatividad general completa, que incluyan representaciones realistas de las ecuaciones de estado nucleares y un tratamiento exhaustivo de los efectos térmicos. Esta tesis presenta una exploración numérica de la dinámica de las fusiones de estrellas de neutrones binarias, prestando especial atención y énfasis a cómo la inclusión de los efectos de temperatura finita en la representación de la ecuación de estado afecta a la emisión de ondas gravitacionales y a la evolución a largo plazo, posterior a la fusión, de los remanentes estelares. Para ello, utilizando códigos de relatividad numérica de última generación, se realiza una comparación meticulosa entre modelos de ecuación de estado tabulados con temperatura finita y aproximaciones híbridas, identificando desviaciones críticas en los perfiles de densidad y temperatura que impactan significativamente en la dinámica de la fusión y en las señales de ondas gravitacionales.
Nuestras simulaciones ponen de relieve diferencias notables en la evolución de la frecuencia de las ondas gravitacionales asociadas al modelado térmico en la ecuación de estado, demostrando que las desviaciones respecto a las relaciones cuasiuniversales previamente reportadas en la literatura se vuelven significativas en las fases tardías posteriores a la fusión. Además, se introducen definiciones refinadas para la frecuencia de Brunt–Väisälä adaptadas a simulaciones relativistas, identificando nuevas inestabilidades convectivas y estructuras de fluido en espiral dentro del cuerpo del remanente que persisten más allá de los 100, ms después de la fusión, y que difieren sustancialmente entre los tratamientos tabulados e híbridos de la ecuación de estado. Asimismo, en el contexto de las transiciones de fase en la materia nuclear densa, esta tesis propone una formulación mejorada de la ecuación de estado denominada Thermodynamically Adaptive Slope Piecewise Polytropic (T-ASPP). Este nuevo modelo reproduce con precisión el comportamiento no monótono y las transiciones de fase de primer orden características de las fases exóticas de la materia, mejorando de manera significativa la consistencia termodinámica y la fidelidad con respecto a las aproximaciones tradicionales. Utilizando esta nueva formulación, se construyen conjuntos de datos iniciales para simulaciones de relatividad numérica que reproducen fielmente el comportamiento microfísico detallado de las ecuaciones de estado tabuladas. Además, esta tesis informa brevemente sobre varios proyectos adicionales en los que también he colaborado, y documenta de manera concisa mis contribuciones activas en la Colaboración Virgo, en la cual desarrollé herramientas avanzadas de caracterización del ruido, participé activamente en la verificación en tiempo real de candidatos a ondas gravitacionales y colaboré en
actividades de divulgación destinadas a mejorar la visibilidad del experimento Virgo. Los hallazgos y desarrollos presentados en esta tesis contribuyen al avance de nuestra comprensión teórica de la dinámica de las fusiones de estrellas de neutrones binarias, del modelado de ecuaciones de estado con temperatura finita y del análisis de datos de ondas gravitacionales. Estos resultados no solo aportan a la interpretación de las observaciones actuales de ondas gravitacionales, sino que también sientan las bases para la futura astronomía multimensajero y la astrofísica de ondas gravitacionales.
