PyGraWC: Um Framework em Python para Cosmologia de Ondas Gravitacionais. O documento descreve o framework PyGraWC, projetado para simular a formação e evolução de objetos astrofísicos e calcular os fundos estocásticos de ondas gravitacionais gerados por esses objetos no Universo. É apresentado um aplicativo inicial sobre a história cósmica da formação estelar desenvolvido usando o PyGraWC.

1. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
PyGraWC: Um Framework em Python para
Cosmologia de Ondas Gravitacionais
Eduardo S. Pereira1
Oswaldo D. Miranda2
1 duducosmo@das.inpe.br/pereira.somoza@gmail.com
1 http://gravywave.blogspot.com/2011/05/
iwcca-i-workshop-de-computacao.html
2
Oswaldo@das.inpe.br
1,2 ˜
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/Divisao de
Astrof´sica - INPE/DAS
ı

2. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
1 ¸˜
Introducao
2 ´
Fundos Estocasticos
3 Framework Cient´fico
ı

3. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Por onde comecar!
¸
´
Uma Breve historia do Universo
´
Uma Breve historia do Universo

4. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Por onde comecar!
¸
´
Uma Breve historia do Universo
´
Materia escura colapsa;
´
Materia barionica cai nos halos;
Maiores halos se formam, estrelas
nascem e buracos negros crescem;
Imagem do aglomerado 1E 0657-56
´
- “Aglomerado da Bala”. Materia
ˆ
barionica em rosa, detectada por
˜
emissao de raio-x, em azul indica
´
materia escura, detectada por lentes
gravitacionais.

5. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Por onde comecar!
¸
´
Uma Breve historia do Universo
´
Materia escura colapsa;
´
Materia barionica cai nos halos;
Maiores halos se formam, estrelas
nascem e buracos negros crescem;
Imagem do aglomerado 1E 0657-56
´
- “Aglomerado da Bala”. Materia
ˆ
barionica em rosa, detectada por
˜
emissao de raio-x, em azul indica
´
materia escura, detectada por lentes
gravitacionais.

6. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Por onde comecar!
¸
´
Uma Breve historia do Universo
´
Materia escura colapsa;
´
Materia barionica cai nos halos;
Maiores halos se formam, estrelas
nascem e buracos negros crescem;
Imagem do aglomerado 1E 0657-56
´
- “Aglomerado da Bala”. Materia
ˆ
barionica em rosa, detectada por
˜
emissao de raio-x, em azul indica
´
materia escura, detectada por lentes
gravitacionais.

7. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Por onde comecar!
¸
´
Uma Breve historia do Universo
´
Materia escura colapsa;
´
Materia barionica cai nos halos;
Maiores halos se formam, estrelas
nascem e buracos negros crescem;
Imagem do aglomerado 1E 0657-56
´
- “Aglomerado da Bala”. Materia
ˆ
barionica em rosa, detectada por
˜
emissao de raio-x, em azul indica
´
materia escura, detectada por lentes
gravitacionais.

8. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Ondas Gravitacionais
˜
O que sao ondas gravitacionais?
˜
Ondas Gravitacionais (OG), na teoria da relatividade geral, sao
¸˜
perturbacoes do espaco tempo que se propagam a velocidade
¸
da luz;

9. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Fundo Estelar
´ ´
Buracos Negros Pre-galacticos

10. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
Os Gigantes do Universo
Buracos Negros Supermassivos

11. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
´
O que e um framework
´ ´
Estamos Aqui. E so achar.
Um framework consiste em um conjunto de classes, interfaces e
˜ ´
padroes dedicados a solucionar um grupo de problemas atraves
¸˜
de uma arquitetura de programacao flex´vel e extens´vel.
ı ı

12. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
PyGraWC
PyGraWC

13. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
PyGraWC
PyGraWC: Um Framework em Python para Cosmologia de
Ondas Gravitacionais
Universo
Fundos de OG
PressSchechter
cosmo
bhmassivo
csfr smbh bhestelar

14. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
PyGraWC
´
ppvector: Aproveitando o melhor das maquinas multicore
git clone git@github.com:duducosmos/ppvector.git

15. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
PyGraWC
´
ppvector: Aproveitando o melhor das maquinas multicore
Exemplo
xf
g(x) = f (z)dz (1)
x
f (z) = z2 (2)
x f = 20.0

16. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
PyGraWC
´
ppvector: Aproveitando o melhor das maquinas multicore
import multiprocessing as mpg
from ppvector import ppvector
from scipy . integrate import romberg
np =10000; zmax =20.0; deltaz = zmax / np
g= mpg . Array ( ’d ’ ,[0 for i in range ( np )]) #o d i n d i c a p r e c i s a o s d u p l a
z= mpg . Array ( ’d ’ ,[ zmax -i* deltaz for i in range ( np )])
# D e f i n i −s e a f u n c a o que i r a c a l c u l a r o s p o n t o s do v e t o r I n t e em p a r a l e l o
# k e o p o n t o do v e t o r onde s e i n i c i a o c a l c u l o
#E e o tamanho do s u b i n t e r v a l o do v e t o r a s e r c a l c u l a d o
# n e o numero do p r o c e s s o
def f(x ):
return x **2.0
def fun (k ,E ,n ):
for i in range (E ):
zloc =z[k]
g[k ]= romberg (f , zloc ,20.0)
k +=1
C1 = ppvector (np , fun ) # Cria −s e uma i n s t a c i a
C1 . runProcess () # A t i v a o metodo que c a l c u l a em p a r a l e l o .

17. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
PyGraWC
PyGraWC: Um Framework em Python para Cosmologia de
Ondas Gravitacionais
from pygrawc . comos import cosmo
MyUniverse = cosmo (0.04 ,0.24 ,0.73 ,0.76 ,6.0 ,20.0 , ’./ trabalho ’)
Age = MyUniverse . age (5)
print’ Age = %3.9 e ’ % Age
# >Age = 1 . 1 8 9 2 7 3 2 3 6 e +09
>

18. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
¸˜
Primeiro Aplicativo: Formacao Estelar
StarCosmo: uma ferramenta para auxiliar no entendimento
¸˜ ´ ´
da evolucao da historia cosmica de estrelas
Desenvolvimento de um programa em Python com Tkinter que
´ ´ ¸˜
gera os graficos da Taxa Cosmica de Formacao estelar, da
¸˜
relacao entre o tempo e o redshift e entre outros.

19. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
¸˜
Primeiro Aplicativo: Formacao Estelar
StarCosmo: uma ferramenta para auxiliar no entendimento
¸˜ ´ ´
da evolucao da historia cosmica de estrelas

20. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
¸˜
Primeiro Aplicativo: Formacao Estelar
Arigos
Pereira, E. S., Miranda, O. D. Stochastic background of gravitational
waves generated by pre-galactic black holes. Monthly Notices of the
Royal Astronomical Society, Volume 401, Issue 3, pp. 1924-1932.
(arXiv:0909.4252)
Pereira, E. S., Miranda, O. D. Massive Black Hole Binary Systems in
Hierarchial Scenario of Structure Formation. International Journal of
Modern Physics D, Volume 19, Issue 08-10, pp. 1271-1274 (2010).
(arXiv:1008.0399)
Pereira, E. S., Miranda, O. D. The supermassive black hole evolution
history told by cosmic star formation rate. A ser submetido para The
Astrophysical Journal Letters.

21. ´
Sumario ¸˜
Introducao ´
Fundos Estocasticos Framework Cient´fico
ı
¸˜
Primeiro Aplicativo: Formacao Estelar
FIM
Grato
MUITO OBRIGADO .