The search for gravitational waves from the coalescence of black hole binary systems in data from the LIGO and Virgo detectors. Or: A dark walk through a random forest

The LIGO and Virgo gravitational-wave observatories are complex and extremely sensitive strain detectors that can be used to search for a wide variety of gravitational waves from astrophysical and cosmological sources. In this thesis, I motivate the search for the gravitational wave signals from coalescing black hole binary systems with total mass between 25 and 100 solar masses. The mechanisms for formation of such systems are not well-understood, and we do not have many observational constraints on the parameters that guide the formation scenarios. Detection of gravitational waves from such systems — or, in the absence of detection, the tightening of upper limits on the rate of such coalescences — will provide valuable information that can inform the astrophysics of the formation of these systems. I review the search for these systems and place upper limits on the rate of black hole binary coalescences with total mass between 25 and 100 solar masses. I then show how the sensitivity of this search can be improved by up to 40% by the the application of the multivariate statistical classifier known as a random forest of bagged decision trees to more effectively discriminate between signal and non-Gaussian instrumental noise. I also discuss the use of this classifier in the search for the ringdown signal from the merger of two black holes with total mass between 50 and 450 solar masses and present upper limits. I also apply multivariate statistical classifiers to the problem of quantifying the non-Gaussianity of LIGO data. Despite these improvements, no gravitational-wave signals have been detected in LIGO data so far. However, the use of multivariate statistical classification can significantly improve the sensitivity of the Advanced LIGO detectors to such signals.

How far from Jerusalem? Tropical customs and the question of race in the Book of John Mandeville

The Book of John Mandeville, while ostensibly a pilgrimage guide documenting an English knight’s journey into the East, is an ideal text in which to study the developing concept of race in the European Middle Ages. The Mandeville-author’s sense of place and morality are inextricably linked to each other: Jerusalem is the center of his world, which necessarily forces Africa and Asia to occupy the spiritual periphery. Most inhabitants of Mandeville’s landscapes are not monsters in the physical sense, but at once startlingly human and irreconcilably alien in their customs. Their religious heresies, disordered sexual appetites, and monstrous acts of cannibalism label them as fallen state of the European Christian self. Mandeville’s monstrosities lie not in the fantastical, but the disturbingly familiar, coupling recognizable humans with a miscarriage of natural law. In using real people to illustrate the moral degeneracy of the tropics, Mandeville’s ethnography helps shed light on the missing link between medieval monsters and modern race theory.

O Caso Simone A. Diniz: a falta de acesso à justiça para as vítimas dos crimes raciais

Em 2006, a Comissão Interamericana dos Direitos Humanos da OEA (CIDH) condenou o Estado brasileiro pela prática habitual de não assegurar às vítimas dos crimes raciais e do racismo o acesso às garantias jurídicas do Pacto de São José da Costa Rica, o que constitui uma violação dos direitos humanos internacionais. No presente trabalho, desenvolvo uma análise dessa decisão da CIDH e do fato interno que lhe deu origem: uma denúncia de prática de crime racial que foi indevidamente arquivada pela justiça brasileira. O meu objetivo é analisar a decisão da CIDH, a fim de buscar explicações e sugerir possíveis soluções para uma contradição histórica: porque o Brasil tem leis vigentes e válidas contra os crimes raciais e o racismo que não têm efetividade (?). Essa decisão da CIDH é uma importante fonte de informações sobre as nossas práticas racializadoras que geram a (1) falta de acesso à justiça e a (2) falta de justiça para as negras e os negros que são vitimados pela discriminação racial. Acredito que esse tipo de análise fomentará a produção de diagnósticos que auxiliarão na criação, execução, avaliação e monitoramento das políticas públicas focadas na promoção e na garantia da igualdade entre os direitos dos nossos cidadãos e cidadãs, independentemente da cor, raça, gênero ou origem.

Multipole moments in general relativity and dynamical perturbations of black-hole magnetospheres

This thesis consists of two parts. In Part I, we develop a multipole moment formalism in general relativity and use it to analyze the motion and precession of compact bodies. More specifically, the generic, vacuum, dynamical gravitational field of the exterior universe in the vicinity of a freely moving body is expanded in positive powers of the distance r away from the body's spatial origin (i.e., in the distance r from its timelike-geodesic world line). The expansion coefficients, called "external multipole moments,'' are defined covariantly in terms of the Riemann curvature tensor and its spatial derivatives evaluated on the body's central world line. In a carefully chosen class of de Donder coordinates, the expansion of the external field involves only integral powers of r ; no logarithmic terms occur. The expansion is used to derive higher-order corrections to previously known laws of motion and precession for black holes and other bodies. The resulting laws of motion and precession are expressed in terms of couplings of the time derivatives of the body's quadrupole and octopole moments to the external moments, i.e., to the external curvature and its gradient.

In part II, we study the interaction of magnetohydrodynamic (MHD) waves in a black-hole magnetosphere with the "dragging of inertial frames" effect of the hole's rotation - i.e., with the hole's "gravitomagnetic field." More specifically: we first rewrite the laws of perfect general relativistic magnetohydrodynamics (GRMHD) in 3+1 language in a general spacetime, in terms of quantities (magnetic field, flow velocity, ...) that would be measured by the ''fiducial observers” whose world lines are orthogonal to (arbitrarily chosen) hypersurfaces of constant time. We then specialize to a stationary spacetime and MHD flow with one arbitrary spatial symmetry (e.g., the stationary magnetosphere of a Kerr black hole); and for this spacetime we reduce the GRMHD equations to a set of algebraic equations. The general features of the resulting stationary, symmetric GRMHD magnetospheric solutions are discussed, including the Blandford-Znajek effect in which the gravitomagnetic field interacts with the magnetosphere to produce an outflowing jet. Then in a specific model spacetime with two spatial symmetries, which captures the key features of the Kerr geometry, we derive the GRMHD equations which govern weak, linealized perturbations of a stationary magnetosphere with outflowing jet. These perturbation equations are then Fourier analyzed in time t and in the symmetry coordinate x, and subsequently solved numerically. The numerical solutions describe the interaction of MHD waves with the gravitomagnetic field. It is found that, among other features, when an oscillatory external force is applied to the region of the magnetosphere where plasma (e⁺e^-) is being created, the magnetosphere responds especially strongly at a particular, resonant, driving frequency. The resonant frequency is that for which the perturbations appear to be stationary (time independent) in the common rest frame of the freshly created plasma and the rotating magnetic field lines. The magnetosphere of a rotating black hole, when buffeted by nonaxisymmetric magnetic fields anchored in a surrounding accretion disk, might exhibit an analogous resonance. If so then the hole's outflowing jet might be modulated at resonant frequencies ω=(m/2) Ω_H where m is an integer and Ω_H is the hole's angular velocity.

Conserved quantities and the formation of black holes in the Brans-Dicke theory of gravitation

In Part I, we construct a symmetric stress-energy-momentum pseudo-tensor for the gravitational fields of Brans-Dicke theory, and use this to establish rigorously conserved integral expressions for energy-momentum Pⁱ and angular momentum J^ik. Application of the two-dimensional surface integrals to the exact static spherical vacuum solution of Brans leads to an identification of our conserved mass with the active gravitational mass. Application to the distant fields of an arbitrary stationary source reveals that Pⁱ and J^ik have the same physical interpretation as in general relativity. For gravitational waves whose wavelength is small on the scale of the background radius of curvature, averaging over several wavelengths in the Brill-Hartle-Isaacson manner produces a stress-energy-momentum tensor for gravitational radiation which may be used to calculate the changes in Pⁱ and J^ik of their source.

In Part II, we develop strong evidence in favor of a conjecture by Penrose--that, in the Brans-Dicke theory, relativistic gravitational collapse in three dimensions produce black holes identical to those of general relativity. After pointing out that any black hole solution of general relativity also satisfies Brans-Dicke theory, we establish the Schwarzschild and Kerr geometries as the only possible spherical and axially symmetric black hole exteriors, respectively. Also, we show that a Schwarzschild geometry is necessarily formed in the collapse of an uncharged sphere.

Appendices discuss relationships among relativistic gravity theories and an example of a theory in which black holes do not exist.

Fighting the Strai(gh)tjacket: black women bonding in Loving Her and The Color Purple

O objetivo deste trabalho é analisar como as relações lésbicas são retratadas nas obras Loving Her e The Color Purple. Ao analisar as relações entre homens/mulheres e mulheres/mulheres, este estudo também revê e critica o golpe triplo sofrido por lésbicas negras, por serem, ao mesmo tempo, mulheres, afro-americanas e homossexuais. Utilizando fatos históricos para situar as obras em um contexto social, além da teoria do lesbian continuum afim de atestar a riqueza e diversidade do laço afetivo entre mulheres, este trabalho vem por desmistificar as noções simplistas em relação à literatura lésbica Afro-Americana, afugentando a sombra que pairava sobre o tabu e elevando a mulher negra, lésbica ou não, a seu lugar de direito na sociedade

Development of trophic state and phytoplankton in an oligo-mesotrophic reservoir (Kleine Kinzig) in Black Forest, Germany

Since 1989, intensive studies have been made on a relatively new (1983-84) oligotrophic reservoir and its pre-reservoir in the Black Forest. This paper briefly reports on the hydrochemistry, especially annual variations in phosphorus loadings, and the seasonal development of phytoplankton in 1989 and 1990.

Influência da posição sócio-econômica ao longo da vida nas desigualdades de cor/raça na ocorrência de miomas uterinos: Estudo Pró-Saúde

Os miomas uterinos (MU) são considerados os tumores mais comuns do sistema reprodutor feminino. Estudos norte-americanos demonstram que mulheres negras são mais acometidas pelos MU que as de outros grupos étnico-raciais. No entanto, as causas da desigualdade racial na ocorrência dos tumores permanecem desconhecidas e possíveis mecanismos são pouco explorados na literatura. Em outra direção, devido às características dos MU (crescimento lento e longo período de latência) parte considerável dos estudos epidemiológicos utilizam um delineamento transversal, o que pode gerar problemas metodológicos, como os relacionados à utilização da idade coletada transversalmente (posteriormente a ocorrência dos MU) como proxy da idade do surgimento dos tumores. Assim, este trabalho de tese foi dividido em três partes, como se segue. A primeira, com características descritivas, teve por objetivo estimar a ocorrência de MU autorelatados segundo categorias demográficas e sócio-econômicas na população de estudo (compôs o artigo 1). A segunda, com componente analítico, propôs-se a avaliar o papel da PSE ao longo da vida como mediadora do efeito da cor/raça na ocorrência de MU auto-relatados (compôs o artigo 2). A terceira, com caráter metodológico, teve por objetivo comparar medidas de associação, entre variáveis aferidas transversalmente, em análises que incluem a co-variável idade no momento da coleta de dados e análises que consideram a idade ao diagnóstico dos MU (compôs o artigo 3). Para tanto, foram analisados dados transversais da população feminina participante das duas etapas da linha de base do Estudo Pró-Saúde, referentes à história auto-relatada de diagnóstico médico de MU e ainda a características sócio-demográficas, da vida reprodutiva e de acesso a serviços de saúde. Os resultados evidenciaram o aumento de ocorrência de MU em mulheres de maior idade e com a cor da pele mais escura (artigo 1); que a PSE ao longo da vida não medeia as associações entre cor/raça e MU (artigo 2); e que apesar das diferenças de pequena magnitude, a idade referida no momento da coleta de dados parece ser menos indicada para fins de especificação dos modelos analíticos do que a idade ao diagnóstico dos MU(artigo 3).

Tia, a senhora é negra porque quer: narrativas que bordam memória e identidades

Esta pesquisa buscou conhecer as concepções de negritude e afrobrasilidade e compreender como as relações raciais se estabelecem no cotidiano do grupo de estudantes que integram o Coral de Vozes do Amanhã do CIEP Santos Dumont localizado no Bairro Alto Independência da cidade de Petrópolis, Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. A matéria prima para o desenvolvimento desta pesquisa foram as narrativas orais e escritas desses sujeitos, que emergiram em sala de aula, além de tapetes bordados por eles no contexto de oficinas de textos literários infanto-juvenis de autores contemporâneos africanos e afrobrasileiros. Os resultados obtidos no decorrer desse processo poderão se transformar em fontes significativas, de modo a contribuir para a desconstrução do racismo, preconceito e desigualdades raciais, além de chamar a atenção para que se tenha escuta atenta a muitas vozes que foram historicamente silenciadas. Minha pesquisa priorizou a emergência dessas narrativas em sala de aula, que foram meu material de análise, além de uma tentativa de interferência no currículo, considerando os saberes, experiências, histórias e memórias desse grupo de crianças e jovens.

E se o gringo for negão ? Raça, gênero e sexualidade no Rio de Janeiro a experiência de turistas negros norte-americanos

O turismo étnico é, hoje, uma das áreas potenciais para o desenvolvimento daatividade turística nacional, quando o histórico interesse de negros norteamericanos pelo Brasil amplia-se via massificação do produto turístico de recorte identitário. Esta dissertação é o resultado da pesquisa realizada com turistas negros norte-americanos no Rio de Janeiro, que aponta para a forma com que estes turistas, enquanto consumidores, influenciam na reorganização do mercado turístico carioca por meio de demandas racializadas. Curiosamente, por trás de tais demandas desvelou-se um fundo político, marcado por papéis de gênero, que fornece instrumentos para o mapeamento inicial do turismo sexual envolvendo aquela população na Cidade Maravilhosa. A pesquisa aponta que este universo está basicamente dividido em dois grupos de turistas: o do turismo étnico, majoritariamente formado por mulheres; e o do turismo sexual, composto, com raras exceções, inteiramente por homens. Esta diferença sugere que a racialização imposta no turismo étnico seja uma exigência das mulheres americanas e indica a preocupação delas em estabelecer identidades e constatar diferenças com os negros em lugares onde eles tenham participado da história, preocupação que não atinge os turistas sexuais".

As cores do movimento negro: narrativas, identidade e reconhecimento no espaço público

Nesta tese analisamos os discursos e as práticas dos grupos e pessoas que compõem o movimento negro no processo de construção de uma identidade social no Brasil contemporâneo. O movimento negro brasileiro, a exemplo do que acontece com outros movimentos sociais gerados na modernidade ocidental, instrumentaliza um constructo de identidade social específica dentro do espaço público como forma de pleitear reparações pelos danos causados pela escravidão e ações de inclusão da população afrodescendente na sociedade como cidadãos com direitos iguais. Além de fontes bibliográficas, nossa metodologia se baseou na realização de entrevistas com militantes, participação em reuniões e eventos, análise de comentários postados em comunidades virtuais, de depoimentos de histórias de vida, bem como de publicações diversas associadas ao movimento negro. A análise das narrativas e práticas do movimento negro nos remeteu à pesquisa acerca da historiografia e das teorias sobre a escravidão no Brasil, sobre a inserção do negro na sociedade brasileira e, especialmente, sobre os elementos de formação identitária do militante negro. Concluímos indicando o caráter contraditório dos processos de formação identitária e das demandas políticas do movimento negro que se mobiliza a favor da igualdade de todos os cidadãos brasileiros sem discriminação racial, mas que, ao mesmo tempo, divide a população entre negros (nós, oprimidos, portanto aptos a receberem reparações) e brancos (eles, privilegiados), gerando parâmetros de inclusão de cunho racial contra os quais a luta contra o racismo historicamente se opôs. Se por um lado, o movimento negro coloca em cena a discussão sobre o preconceito racial no Brasil, tema fundamental para mudar a situação socioeconômica desfavorável da população negra, por outro lado, o radicalismo de suas ações afasta aqueles que não sejam totalmente favoráveis à sua visão de luta contra o racismo e a exclusão social. Os debates atuais opõem as lideranças e os simpatizantes do movimento negro favoráveis a políticas de inserção social pautadas por parâmetros raciais e aqueles que alertam para o perigo de leis raciais em um país miscigenado, defendendo que as políticas de inclusão devem ser edificadas por parâmetros socioeconômicos.

Os negros ascendentes na região metropolitana do Rio de Janeiro: trajetórias e perspectivas

O presente trabalho tem como objeto de estudo homens e mulheres negros que estavam inseridos nos estratos médio e alto da sociedade fluminense. O interesse que fundamenta a pesquisa é compreender a trajetória social destas pessoas. Entender os caminhos que possibilitaram que elas estivessem presentes em níveis sociais pouco acessíveis para a população brasileira em geral, e para a população preta e parda, em especial, é um dos elementos centrais na perspectiva de mapear esta população e os mecanismos sociais que possibilitaram romper com a histórica sobreposição entre cor e estrato social, característica duradoura que as transformações sociais e econômicas não foram capazes de alterar plenamente. Focado na compreensão das trajetórias neste grupo, compreendendo a origem de sua família e o percurso feito para a inserção em uma posição de classe privilegiada ou reprodução desta posição herdada, o presente trabalho reconstrói, através de entrevistas, a trajetória dessas pessoas, dá acesso também ao conjunto das limitações que, eventualmente, possam ter se colocado frente a eles. Ou, quando possível, destaca os elementos importantes de uma configuração social que possibilitou esta inserção privilegiada.

Análise da mortalidade por causas mal definidas e por diagnósticos incompletos na região do Médio Paraíba, Estado do Rio de Janeiro, de 2005 a 2009

A elevada frequência de óbitos por causas mal definidas e por diagnósticos incompletos compromete a validade de indicadores de mortalidade por causas, constituindo obstáculo para a alocação racional dos recursos de saúde com base em perfil epidemiológico. O presente trabalho avalia a qualidade da informação da causa básica de morte na região do Médio Paraíba, estado do Rio de Janeiro, Brasil, nos anos de 2005 a 2009 para toda a população. Os dados provieram do Sistema de Informações sobre Mortalidade (SIM) disponibilizados pelo DATASUS/MS. A análise baseou-se em dois indicadores de mortalidade proporcional, por causas mal definidas (CMD - todos os óbitos cuja causa básica esteja incluída no capítulo XVIII da CID-10) e por diagnósticos incompletos (DI), segundo classificação apresentada no Projeto Carga de Doença do Brasil, 2002. As associações entre a qualidade da informação e variáveis demográficas, socioeconômicas e relacionadas à ocorrência do óbito foram investigadas por meio do cálculo das razões de chances de mortes por CMD e por DI, em relação às demais causas de morte. Observou-se na região do Médio Paraíba uma proporção de CMD de 4,54% no período de 2005 a 2009. A proporção de diagnósticos incompletos na região do Médio Paraíba no mesmo período mostrou-se elevada (20,59%). Somados os óbitos por CMD e DI na região do Médio Paraíba no quinquênio avaliado, chega-se a uma proporção de causas inadequadamente definidas (25,13%) bem acima do valor mediano de 12% estimado para a população mundial. As chances de CMD e DI decrescem quanto maior o grau de instrução. Quanto à variável raça, os óbitos de indivíduos da raça negra apresentaram maiores chances de ter CMD. Entre os óbitos de indivíduos de cor branca observaram-se maiores chances de constar um DI como causa básica. Nos óbitos sem assistência médica as chances de CMD e DI foram superiores em relação aos óbitos com assistência. Os óbitos em unidade hospitalar apresentaram menores chances de CMD e maiores chances de DI. As variáveis ignoradas ou não informadas apresentaram-se associadas a maiores chances de CMD e DI. Os resultados sugerem que na região do Médio Paraíba a qualidade dos dados de mortalidade no que concerne CMD está bem superior à nacional, assemelhando-se aos valores dos países desenvolvidos. Ainda assim, a proporção de causas residuais encontra-se bastante elevada, evidenciando que não obstante a expressiva melhora do SIM, persistem limitações que restringem a utilização mais ampla do sistema e impedem que os avanços nas políticas e programas na área da saúde sejam maiores.