La present tesi doctoral versa sobre la resolucio numèrica de les equacions d'Einstein de la Teoria de la Relativitat. Es presenta: una nova familia de mètodes computacionals amb variació total acotada i d'implementació eficient que permet resoldre equacions diferencials amb derivades parcials de tipus hiperbòlic; un codi que implementa aquests mètodes juntament amb el formalisme Z4 per a aconseguir resoldre per primera vegada un colapse gravitacional en 3 dimensions simulant l'interior del forat negre amb un camp escalar i fent us de coordenades normals sense que l'eleccio de coordenades normals sigui tanmateix un requisit per al funcionament del codi; unes condicions de contorn que preserven les lligadures d'energia i moment provades fins i tot en situacions de camp fort i en 3 dimensions; una formulació lagrangiana dels formalismes de les equacions d'Einstein que s'empren habitualment dins el camp de la Relativitat Numèrica i una formulació conforme de les equacions Z4 que permet la simulacio del col·lapse gravitacional amb unes dades inicials de tipus punxada (de l'anglès puncture).

Es presenten diversos mètodes per a la obtenció de solucions exactes estacionàries i amb simetria axial de les equacions d'Einstein de la relativitat general. Aquests mètodes són aplicats per obtenir algunes solucions que també s'estudien.

No description available.

Extreme-Mass-Ratio Inspirals (EMRIs) són sistemes binaris que estan compostos per Objectes Estel.lars Compactes (OECs) orbitant al voltant de Forats Negres Massius (FNMs) situats als centres galàctics. Aquests sistemes són una de les fonts pricipals d’Ones Gravitacionals (OGs) per detectors espacials com l’antena espacial LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Un EMRI emet senyals molt llargs i complexes dintre del fort camp gravitatori del FNM. Aquests senyals porten codificada l’estructura del FNM. Per aquest motiu, les OGs procedent d’EMRIs són una font valuosa per estudiar els FNMs situats als centres galàctics i la ciencia relacionada amb ells. En aquesta tesi estudiem dos aspectes diferents dels EMRIs: El seu modelatge i l’estimació dels paràmetres del sistema a partir dels seus senyals gravitatoris. La primera part d’aquesta tesi està dedicada al modelatge d’EMRIs, necessari per obtenir les formes d’ona de les OGs que farem servir en la seva detecció. Per aquest motiu, necessitem conèixer com el camp gravitatori del OEC afecta la seva propia trajectoria i el desvia d’un moviment geodèsic. En aquest sentit, degut a la gran diferència entre les masses del sistema, podem considerar l’OEC com a una partícula sense estructura que orbita en una geodèsica del FNM. En aquesta representació, la caiguda en espiral del OSC al voltant del FNM ve descrita per l’acció d’una autoforça local, la qual altera el moviment geodèsic de la partícula. No obstant, la implementació d’aquest mecanisme presenta diverses dificultats, degut principalment a que la descripció de l’OEC com un punt introdueix distribucions del tipus delta de Dirac. Aixó a la pràctica significa que hem de tractar amb escales temporals i espacials molt diferents, les quals estan associades al modelatge del FNM i al modelatge de l’OEC. En aquesta tesi presentem un mètode novel, el qual anomenem l’esquema de la Particle-without-Particle (PwP), que proporciona cálculs molt precisos i eficients de l’autoforça en el domini temporal, el que fa de la nostra tècnica adequada pels càlculs intensius que es requereixen en els escenaris astrofísics relevants. El punt clau del nostre métode és que no resolvem l’OEC. En el seu lloc, evitem incloure la seva presència en el (multi-)domini computacional, sustituint la delta de Dirac per condicions de contorn. Conseqüentment, només hem de proporcionar la resolució numèrica necessaria per descriure el camp aprop l’OSC, però no l’OSC mateix. D’aquesta manera tots el problemes relacionats amb la resolució d’una escala petita desapareixen. El treball desenvolupat en aquesta tesi, pot ser millorat in termes de temps de computació i putser en precisió si explorem diferent tècniques per portar el els contorns exteriors del domini computacional més aprop de la parícula sense degradar la precissió dels valors del camp a prop d’ella. Aixó es podria fer millorant les condicions de contorn exteriors o compactificant el domini físic. Hi han dos possibilitats més que podem explorar per fer els nostres càlculs més rápids, que són: (i) Reduïr el pas temporal de les nostres evolucions numèriques i (ii) paral.lelitzar el nostre codi i fer servir ordinadors amb múltiples cors (encara que aixó no incrementaria el temps de CPU). Degut a que en le cas d’un FNM de tipus Schwarzschild, com el presentat en aquesta tesi, els diferents modes no estan acoplats, en pricipi això no hauria de ser una tasca difícil d’assolir. A més a més, podem fer servir extrapol.lacions Richardson per millorar l’estimació dels valosrs de l’autoforça. Aquestes millores es poden aplicar perfectament dintre del nostre marc computacional i ténen un potencial significatiu per milloar l’eficiència dels nostres càlculs. Finalment, l’objectiu principal de la formulació presentada en aquesta tesi és desenvolupar un mètod acurat i eficient per calcular l’autoforça en situacions d’interés físic. En particular, per sistemes d’interés pel futur observatory espacial LISA. Aixó significa extendre aquestes tècniques pel cas gravitatori i per FNs amb rotació. En aquest sentit, hem de fer menció que encara que transferir les nostres técniques al cas gravitatori és directe, fer el mateix pel cas d’un FN en rotiació requereix noves millores que seran l’objectiu d’investigacions futures. En la segona part de la tesi, investiguem si és o no possible fer servir observacions d’EMRIs per testejar una determinada teoria de la Gravetat, en particular la teoria Dinàmica Chern- Simons de la Gravetat Modificada (DCSGM). La idea és que l’OEC orbita en la part més profunda del potencial gravitatori del FNM, això és els sistemes EMRI emeten OGs desde la regió de camp gravitatori fort del FNM. D’aquesta manera, la forma i el ritme de les OGs emesses pel sistema porten codificades l’estructura de l’espaitemps del FNM i la forma en la que les freqüències característiques del sistema evolucionen. Aquesta informació és la que ens permet realitzar tests de la RG. Amb aquesta finalitat, hem obtingut les forma d’ona emesses per l’OEC en una geometria del FNM que ha sigut modificada amb correccions Chern-Simons (CS). L’estimació dels paràmetres del sistema s’ha dut a terme fent servir anàlisis de Fisher matrix. Hem començat estudiant un sistema típic EMRI en RG i hem trobat que els nostres resultats coincidien amb resultats previs que es troven en la literatura. Seguidament, hem realitzat estudis d’estimacions de paràmetres per determinar l’habilitat de LISA per distingir entre RG i DCSGM, en particular per estimar el paràmetre de CS , el qual diferencia les mètriques de la DCSMG i de la RG. Amb aquesta finalitat, hem realitzat simulacions d’un sistema EMRI que cau en el punt de la banda de LISA amb sensibilitat màxima i que hem fet evolucionar durant els sis mesos abans de la col.lisió de l’OSC amb el FNM. Els nostres reultats indiquen que per determinats sistems EMRI, un detector com LISA podría discriminar entre RG i DCSGM. També hem vist que l’error en estimar disminueix amb la massa del FNM. Per tal de millorar els nostres reusltats, voldriem realitzar un estudi més exhaustiu de l’espai de paràmetres dels EMRIs. En un futur voldriem estudiar tòpics com ara comparar o esimar els errors que poden sorgir fent servir formes d’ones de RG per detectar EMRIs en DCSGM. A tal efecte, hem d’estimar la magnitud de l’error del nostre model. Ens agradaria extrendre l’estudi presentat en aquesta tesis per altres detectors d’OGs com, per exemple, Intermediate-Mass-Ratio Inspirals (IMRIs) en l’Einstein Telescope. / Extreme-Mass-Ratio Inspirals (EMRIs) are binary systems which are made up of a Stellarmass Compact Object (SCO) orbiting around a Massive Black Hole (MBH) located in a galactic centre. These systems are one of the main sources of GWs for space-based detectors like the Laser Interferometer Space Antenna (LISA). EMRIs emit long and complex GWs signals in the strong field regime of the MBHs, which encode the MBH structure. For this reason, EMRI GW signals are a valuable tool to study the MBHs located in the galactic centres and the science related with them. In this thesis, we study two different aspects of EMRIs, namely modelling and the parameter estimation of the system from their gravitational signals. The first part of the thesis is devoted to the modelling of EMRIs, to produce the GW waveforms needed for their detections. To that end, we have to know how the gravitational field of the SCO affects its own trajectory and deviates it from geodesic motion. In this regard, due to the extreme mass-ratio of the system, we can consider the SCO as a structureless particle orbiting in a geodesic of the exact MBH geometry. In this picture, the inspiral of the SCO around the MBH is described through the action of a local self-force, which alters the geodesic motion of the particle. However, the implementation of this mechanism presents several difficulties, mainly due to the point-like description of the SCO, which introduces Dirac delta distributions. This in practice means that one has to deal with very different spatial scales, one associated with the modelling of the SCO and another associated with the MBH. Moreover, the extreme mass ratio of these systems implies that we have to deal with two different time scales in the dynamics of the system, one associated with the orbital evolution of the SCO and another associated with the evolution of its orbit due to GW emission. We present a new method, which we call the Particle-without-Particle (PwP) method, that provides very efficient and accurate computations of the self-force in the time-domain, which makes our technique amenable for the intensive computations required in the astrophysically relevant scenarios. The key point of our scheme is that it does not need to resolve the SCO. Instead, we avoid its presence in the computational (multi-)domain by substituting the Dirac delta distributions by boundary conditions. Consequently, we have just to provide the numerical resolution to describe the field near the SCO, but not the SCO itself. In this way, the equations that we have to solve inside each subdomain are homogeneous wave-type equations for the fields. Consequently, all the problems related with the numerical resolution of a small scale disappear. The work we have presented here can be further improved in terms of computational time, and perhaps in accuracy, by exploring techniques to bring the outer boundaries closer to the particle without degrading the accuracy of the field values near it. This can be done either by improving the outgoing boundary conditions or by compactifying the physical domain. There are two more possibilities for making our computations faster, which are: (i) To reduce the time step of our numerical evolutions and, (ii) to parallelise our numerical code and use computers with many cores (although this does not decrease the CPU time). Since for a Schwarzschild MBH case, like the ones studied in this thesis, the different modes are not coupled, this is in principle a simple task. In addition, we can introduce Richardson extrapolation, to improve the estimations of the values of the self-force. These improvements can be perfectly applied to our framework and have significant potential to improve the efficiency of the computations. Since, the main goal of the formulation presented in this thesis is to develop an accurate and efficient method to compute the self-force in situations of physical interest. In particular, for systems of interest for the future observatory LISA. This means to extend these techniques for the gravitational case and for spinning MBHs. In this sense, we have to mention that while it is straightforward to transfer these techniques discussed here to the gravitational case, to do the same with the case of a spinning black hole may require new technical improvements which we will the subject of future investigations. In the second part of the thesis, we investigate whether we can use EMRI observations to test a particular theory of Gravity, namely Dynamical Chern-Simons Modified Gravity (DCSMG) theory. The idea is that the SCO orbits are deep inside the MBH gravitational potential, that is, EMRI systems emit GWs from the strong field region of the MBH. In this way, the shape and timing of the GWs emitted by the system have encoded the structure of the MBH spacetime and the way in which the characteristic frequencies of the system evolve. This information allows us to perform tests of GR and even of other theories of gravity, in particular, we have focused on the possibility of distinguishing between GR and Dynamical Chern Simons Modified Gravity (DCSMG). To that end, we have computed the waveforms emitted by an SCO orbiting in a MBH geometry which have been modified with CS corrections. The parameter estimation has been performed employing Fisher matrix analysis. First of all, we have studied a typical EMRI system in GR and we have found agreement between our results and previous ones found in the literature. Afterwards, we have performed parameter estimation studies to estimate the ability of LISA to distinguish between GR and DCSMG, in particular by estimating the CS parameter , which differentiates the DCSNG metric from the GR one. To that end, we have performed simulations of an EMRI system which falls in the sweet spot of the LISA sensitivity band and which has been evolved during the last six months before plunge. Our results indicates that for certain EMRI systems a detector like LISA may discriminate between GR and DCSMG. We have also seen that the error in estimating decreases with the MBH mass. In order to improve the present results, we would like to perform a more exhaustive study of the parameter space of EMRIs. In the future, we would like to address topics like to compare or estimate the errors that could arise using GR waveform templates to detect EMRIS in DCSMG. To that end, we should estimate the magnitude of the model errors. We would like to extend the study presented in this thesis to other GW detectors like, for instance, Intermediate-Mass-Ratio Inspirals (IMRIs) in the Einstein Telescope.

Aquesta tesi pretén obrir un nou focus de discussió amb relació al problema entre els marges de la ciència i la filosofia. Hem centrat aquesta discussió, però, en el debat entre Einstein i Bergson sobre el temps. La nostra tesi parteix de la convicció que la definició de temps no s'entén si no ens aproximem a l'obra d'un autor des de la dimensió específicament discursiva, atès que creiem que, en filosofia, la constitució de sentit depèn d'un procés discursiu i que és possible aprehendre una part important dels suports lingüístics d'aquesta activitat especulativa. Volem, doncs, comprendre quines operacions lingüístiques fan que es desenvolupi l'escriptura bergsoniana. També pretenem provar que els detractors de Bergson no han entès el marc discursiu que el text proposava i que la seva perspectiva era la d'un altre camp ideològic, el de la ciència, amb un univers lingüístic propi. Bergson critica el concepte de temps de la ciència, que la relativitat completa i culmina, perquè es contraposa a la duració segons la qual l'autor ens demana que pensem. En la ciència, el temps és posat al nivell de l'espai com una quarta dimensió de l'espai. El mètode científic falseja, segons Bergson, el real perquè només s'interessa per allò que pot ser traduït en conceptes. Per això, el nostre treball mostra com la ciència avança gràcies als conceptes més que no pas a les teories. Des d'aquesta visió epistemològica, podrem entendre quina és la "metafísica implícita" d'aquests conceptes. Per exemplificar-ho, ens fixarem en el concepte de simultaneïtat i veurem com el mètode científic pressuposa una realitat divisible en moments estables i autònoms. La nostra conclusió és que la discussió entre Einstein i Bergson cal entendre-la com una discussió entre posicions ontològiques i epistemològiques divergents. Einstein deixa de fer ciència quan utilitza el llenguatge verbal i prescindeix dels símbols. Ara bé, des del moment en què Einstein s'endinsa en aquest nou àmbit, els conceptes científics perden tota la garantia que tenien en el terreny dels símbols científics. Aleshores, la discussió sobre el temps passa a ser una discussió filosòfica. Per tant, Bergson s'equivoca quan pretén fer dir a Einstein el que Einstein no diu i quan discuteix qüestions científiques. Einstein l'erra en no voler admetre que fa filosofia i que, per tant, la seva definició de temps ha adquirit una nova perspectiva. / This thesis tries to open a new focus of discussion around the limits of science and philosophy. But we have centred this problem in the controversy between Einstein and Bergson about time. Our thesis maintains that a study from a discursive dimension it's necessary if we want to understand this controversy. We think that the constitution of sense depends of a discursive process in philosophy. Also, we think that it's possible to apprehend an important part of the linguistics supports of this speculative activity. We want to understand the linguistics operations that permit the development of the bergsonian writing and we try to prove that the Bergson's detractors don't understand the discursive background proposed by the text. Their perspective is the perspective of another ideological ambit: the science's ambit, whit an own linguistic universe. Bergson criticizes the science's concept of time, the theory of relativity represents the culmination of this conception and it's opposed to the Bergson's duration. The science's time is placed at the same level that the space like a fourth dimension of space. The scientific method adulterates, according to Bergson, the reality because it is interested in something that can be expressed by concepts. That's why this thesis explains that the science progresses thanks to the concepts more than to the theories. From this epistemological perspective, we can understand the "implicit metaphysic" of these concepts. In order to illustrate our thesis, we pay on attention to the concept of simultaneity and to the scientific method that presupposes a reality divisible in stable and autonomous moments. The conclusion is that it's necessary to understand the controversy between Einstein and Bergson like a debate between ontological and epistemological postures completely divergents. Einstein leaves the scientific ambit when he uses the verbal language and dispenses with the symbols. Nevertheless, when he utilizes the verbal language, the scientific concepts lose the guaranty that they had in the ambit of scientific ambit. Then, the controversy about time becomes a philosophical controversy.

Tesi doctoral - Universitat de Barcelona. Facultat de Física, 1980 / A la relativitat, a diferència de la mecànica newtoniana, no trobem exemples senzills de sistemes dinàmics de diverses partícules. La formulació covariant Lorentz de les equacions del moviment per a sistemes de partícules en interacció, directament en termes de les variables de les partícules és l'objecte de les teories d'acció a distància. Les dificultats d'aquestes teories consisteixen a que les equacions que donen no són equacions diferencials ordinàries, per a les quals hom no sap formular teoremes d'existència i unicitat ni tampoc cap mètode de solució (ni tan sols numèric). Això mateix passa amb qualsevol teoria de camps. L'acció a distància instantània té dues branques. Una és la iniciada per Dirac, consistent en buscar una formulació Hamiltoniana utilitzant per a tal fí l'estructura del grup de Poincaré, i demanant que les transformacions d'aquest grup siguin canòniques. L'interès d'una formulació Hamiltoniana rau en que permet de quantificar la teoria fàcilment. La segona branca, dins de la qual es situa aquest treball és la Mecànica Relativista Predictiva. El punt de partença és mantenir fermament la invariància de les línies d'univers de les partícules i demanar unes equacions del moviment estrictament Newtonianes: acceleracions instantànies en termes de posicions i velocitats instantànies de les partícules. El fet que la simultaneïtat no sigui un concepte covariant fa que aquest punt de vista sembli inacceptable. No obstant hom demostra que les equacions de tipus newtonià són compatibles amb la invariància sota el grup de Poincaré. Aquest prejudici ha fet que la dinàmica relativista de N partícules no sigui desenvolupada fins molt tard, molt després de la formulació de la relativitat restringida per Einstein. Podem trobar un. fonament formal per això a l'electrodinàmica mateixa. Eliminant els camps i fent desenvolupaments de Taylor en les càrregues hom arriba a equacions del moviment del tipus Newtonià. La propietat de covariància sota el grup de Lorentz, que tenien les equacions de partença, es manté per tant en la versió derivada instantània (encara que aquesta instantaneitat sigui totalment formal) Tornant al cas general, la dificultat de la no-covariància de la simultaneïtat rau en que posicions i velocitats que són simultànies en un sistema de referència no ho són en un altra sistema en moviment respecte del primer; i per que la dinàmica en el sistema mòbil tingui la mateixa forma que en el primer sistema considerat, hem de prendre noves posicions i velocitats, desplaçades al llarg de cada línia d'univers de les partícules, tal de que siguin simultànies en el sistema mòbil. Això exigeix integrar les equacions del moviment per obtenir les òrbites. Aquesta situació sembla insuperable. Però solament ens cal considerar transformacions infinitesimals, perquè tota transformació finita de Poincaré pot ésser descomposta com una seqüència de transformacions infinitesimals. Així obtenim fàcilment condicions necessàries i suficients que garanteixen la covariància de la dinàmica de tipus Newtonià proposada. En el primer capítol d'aquest treball farem un resum del que és la mecànica relativista predictiva per passar després a aplicar-la al cas de dues partícules en interacció electromagnètica, amb radiació, al capítol 3. En el camp de les teories d'acció a distància, aquests darrers anys han apaeagut diferents treballs sobre models L~grangians singulars. Un Lagrangià singular és aquell per al qual la matriu Hessiana respecte de les velocitats generalitzades és singular; això fa que hom no pugui aïllar directament les acceleracions a partir de les equacions d'Euler-Lagrange. La teoria d'aquests sistemes arriba a unes equacions del moviment (a les quals hi apareixen funcions arbitràries), vàlides solament sobre una subvarietat de l'espai de les fases. Els avantatges d'aquestes teories consisteixen en que hom pot desenvolupar un formalisme Hamiltonià que permet de quantificar fàcilment la teoria. Els teoremes de no interacció no es poden aplicar, ja que les posicions de les partícules no són variables canòniques i les equacions del moviment obtingudes són vàlides únicament sobre una subvarietat de l'espai de les fases. Ara bé, les equacions del moviment que hom deriva d'aquestes teories no són equacions diferencials de segon ordre, ja que contenen funcions arbitràries; a més les condicions inicials no poden ésser qualsevulles, sinò que han de estar sobre la subvarietat abans esmentada. Una altra dificultat es presenta quan escrivim les triacceleracions que s'observen des d'un sistema inercial. Per a alguns sistemes aquestes acceleracions seran instantànies (en el sentit de que venen descrites en termes de posicions i velocitats simultànies de la resta de partícules) mentre que per d'altres no. Però des del punt de vista de la mecànica relativista predictiva, desitgem que no hi hagi cap observador inercial privilegiat. Així, la segona part d'aquest treball està dedicada a buscar un sistema predictiu que coincideixi amb el sis tema dinàmic que es deriva d'un Lagrangià singular donat. Trobarem condicions generals sota les quals tal cosa és possible, i aplicarem els resultats al model de Dominici-Gomis-Longhi (al capítol 5). La motivació d'aquests treballs és aprofundir els coneixements de la dinàmica relativista de sistemes de N partícules (des del punt de vista de la Mecànica Predictiva), ja que pensem que part de les dificultats de la Teoria Quàntica de Camps (eliminació d'estats d'energia negativa; impossibilitat de tractar estats lligats i d'altres) tenen origen relativista i no quàntic. Una mostra d'això són els models Lagrangians singulars proposats per explicar la interacció entre els quarks, els quals permeten d'eliminar els estats no físics (norma negativa) i presenten potencials relativistes que permeten d'explicar el confinament dels quarks.

In this thesis we study the Einstein-Aether (E-A) theory from the point of view of its cosmological perturbations. We are interested in the constraints that may be obtained from this analysis and the special features that can arise from the vector mode, absent in General Relativity. We apply the theory of linear perturbations in an expanding universe to describe the growth of inhomogeneities on subhorizon scales after recombination. We can split the perturbations in the different modes (scalar, vector and tensor) and we can study each of them separately. This allow us to obtain the stability conditions for this kind of theories and we can also obtain the power spectrum for each mode. For the scalar modes, we calculate the subhorizon solutions during the radiation and matter domination epochs. We are also interested in the effect of the theory in the Cosmic Microwave Background anisotropies, in particular in the contribution of the vector modes, as these modes are absent in General Relativity. We analyze the solutions for radiation and matter and calculate the angular power spectrum at large and small angular scales. This allows us to compare the contribution of the vector modes with the one coming from the tensor ones and with observations. The last issue we address is the effects of the vector modes in the polarization of the Cosmic Microwave Background. / L’objectiu d’aquesta tesi és estudiar la teoria d’Einstein-Aether des del punt de vista de les pertorbacions cosmològiques. Estem interessats en les restriccions pels paràmetres de la teoria que es poden obtenir d’aquesta anàlisi i en les característiques particulars que pot generar el mode vectorial, absent en Relativitat General. Podem fer servir la teoria de pertorbacions lineals en un univers en expansió per descriure el creixement de les inhomogeneïtats a escales subhoritzó després de recombinació. Separem les pertorbacions en els diferents modes escalar, vectorial i tensorial i estudiem cada un d’ells separadament. Això ens permetrà obtenir les condicions d'estabilitat d'aquestes teories així com l’espectre de potències per cada un d'aquests modes. En el cas de l’escalar, calculem les solucions de subhoritzó durant les èpoques de radiació i matèria També estem interessats en l'efecte de la teoria d’Einstein-Aether en les anisotropies del fons còsmic de microones, en particular en la contribució dels modes vectorials, inexistent pel cas de Relativitat General. Analitzem les solucions per a radiació i matèria i calculem l’espectre de potències angular tant a escales angulars petites com a escales angulars grans. Comparem els resultats amb la contribució procedent del mode tensorial i amb les observacions. L'última qüestió que abordem és l'efecte que el mode vectorial té en la polarització del fons còsmic de radiació.

La tesi tracta, des del punt de vista de l’anàlisi de dades, la possibilitat de detecció directa d’ones gravitatòries emeses per sistemes binaris d’objectes compactes de massa similar: forats negres, estels de neutrons, nanes blanques. En els capítols introductoris, a) es dóna una descripció detallada i exhaustiva de com passar dels patrons d’ona teòrics a la senyal detectada; b) s’introdueixen les eines més emprades en l’anàlisi de dades d’ones gravitatòries, amb especial menció a la discussió sobre les amplituds efectiva i característica. A més, els resultats originals de la tesi segueixen tres línies de recerca diferents: 1) S’ha predit la precisió amb la que el futur detector interferomètric espacial LISA, estimarà els paràmetres (posició, masses, velocitat de rotació, paràmetres cosmològics…) de les observacions de xocs entre dos forats negres supermassius en la fase “inspiral”. 2) S’ha desenvolupat un algorisme propi de cerca de senyals gravitatòries procedents de sistemes binaris estel•lars, basat en teories de probabilitat Bayesiana i MCMC. Aquest algorisme distingeix alhora milers de senyals superposades en una única sèrie temporal de dades, extraient paràmetres individuals de cadascuna d’elles. 3) S’ha definit de manera matemàtica rigorosa com determinar el rang de validesa (per a extracció de paràmetres i detecció) de models aproximats de patrons d’ones gravitatòries, aplicant-ho a un cas concret de models semi-analítics / La tesis trata, desde el punto de vista del análisis de datos, la posibilidad de detección directa de ondas gravitacionales emitidas por sistemas binarios de objetos compactos de masa similar: agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas blancas. En los capítulos introductorios, a) se desarrolla una descripción detallada y exhaustiva de como pasar de los patrones de onda teóricos a la señal detectada; b) se introducen las herramientas más utilizadas en el análisis de datos de ondas gravitacionales, con especial mención a la discusión sobre las amplitudes efectiva y característica. Además, los resultados originales de la tesis siguen tres líneas de investigación diferentes: 1) Se ha predicho la precisión con la que el futuro detector interferométrico espacial LISA, estimará los parámetros (posición, masas, velocidad de rotación, parámetros cosmológicos…) de las observaciones de choques entre dos agujeros negros supermasivos en la fase “inspiral”. 2) Se ha desarrollado un algoritmo propio de búsqueda de señales gravitacionales procedentes de sistemas binarios estelares, basado en teorías de probabilidad Bayesiana y MCMC. Este algoritmo distingue a la vez miles de señales superpuestas en una única serie temporal de datos, extrayendo parámetros individuales de cada una de ellas. 3) Se ha definido de manera matemática rigurosa como determinar el rango de validez (para extracción de parámetros y detección) de modelos aproximados de patrones de ondas gravitacionales, aplicándolo a un caso concreto de modelos semi-analíticos. / In this PhD thesis one studies, from the data analysis perspective, the possibility of direct detection of gravitational waves emitted by similar mass compact binary objects: black holes, neutron stars, white dwarfs. In the introductory chapters, a) a detailed and exhaustive description about how to derive the detected strain from the theoretical emitted waveform predictions is given; b) the most used gravitational wave data analysis results are derived, being worth pointing out the discussion about effective and characteristic amplitudes. Moreover, three different research lines have been followed in the thesis: 1) It has been predicted the parameter estimation (position, masses, spin, cosmological parameters…) of supermassive black hole binary inspiral signals, observed with the future interferometric space detector, LISA. 2) A new algorithm, based on Bayesian probability and MCMC techniques, has been developed in order to search for gravitational wave signals from stellar-mass binary systems. The algorithm is able to distinguish thousands of overlapping signals from a single observed time series, allowing for individual parameter extraction. 3) It has been, mathematically and rigorously, defined how to compute the validity range (for parameter estimation and detection purposes) of approximated gravitational waveform models, applying it to the particular case of closed-form models