| Summary: | Nesse trabalho foi desenvolvido um modelo baseado no formalismo \textquotedblleft{tipo Press-Schechter}\textquotedblright que permite derivar a taxa cósmica de formação estelar (TCFE). Em particular, essa TCFE produz um bom acordo com os dados observacionais para \textit{redshifts z} < 6. De posse da TCFE, estudou-se fundos estocásticos de ondas gravitacionais produzidos pelo colapso, para buracos negros, de estrelas formadas a partir de \textit{redshifts z} $\sim$ 20 - 40. Foram observados, para alguns modelos, razões Sinal-Ruído \textit{(S/N)} > 10 a partir da correlação de dois detectores LIGO avançados \textit{(Advanced} LIGO ou LIGO III). Uma outra possibilidade de detector de onda gravitacionais, para a próxima década, é o Telescópio Einstein (ET) que incrementará as razões Sinal-Ruído estudadas neste trabalho por um fator de 10. Assim, a astronomia de ondas gravitacionais poderá contribuir enormemente para o estudo do Universo pré-galáctico, ajudando a reconstruir a história de formação estelar a altos-redshifts. Além disso, estudou-se o crescimento de buracos negros supermassivos e sua conexão com a TCFE. Em particular, é possível obter, a partir de sementes de 1000M$\odot$ (em \textit{redshift} $\sim$ 20), a evolução da densidade comóvel de buracos negros considerando que estes crescem por acrescência de matéria (argumento de Soltan). Para reproduzir a função luminosidade de quasares (FLQ), esse modelo mostra que a eficiência radiativa média, dos discos de acresção, deve ser uma função do \textit{redshift}. Um resultado interessante é de que a função \textit{Duty Cycle} dos quasares é máxima dentro da janela em \textit{redshift} 8,5 - 11, que está dentro da incerteza observacional associada com a reionização do Universo. Dessa forma, talvez mini-quasares possam ter tido um papel importante durante a reionização do nosso Universo. Esta tese também produziu um \textit{framework} computacional chamado PyGra WC para o estudo de cosmologia e ondas gravitacionais de origem cosmológica. Esse \textit{framework} está disponível para a comunidade desde que respeitados os termos da GNU-GPL. === We developed a model based on the \textquotedblleft{Press-Schechter-like formalism}\textquotedblright which allows to derive the cosmic star formation rate (CSFR). In particular, our CSFR produces a good agreement with observational data for redshifts \textit{z} < 6. Using the CSFR, we studied the stochastic backgrounds of gravitational waves produced by the collapse of stars to produce black holes as remnants. We have obtained, for some models, Signal to Noise ratios (S/N) > 10 from the correlation of two advanced LIGO detectors (Advanced LIGO or LIGO III). Another possibility of gravitational wave detector, for the next decade, is the Einstein Telescope (ET) that will increase the Signal to Noise ratios studied in this work by a factor of 10. Thus, gravitational wave astronomy can contribute greatly to the study of pre-galactic universe, helping to reconstruct the history of star formation at high redshifts. We also studied the growth of supermassive black holes and their connection with the CSFR. In particular, from seeds of 1000M$\odot$ (at a redshift of > $\sim$ 20), we reconstructed the evolution of the comoving density of black holes just using Soltan´s argumento In order to reproduce the quasar luminosity function (QLF), our model shows that the mean radiative efficiency of the accretion disks should be a function of redshift. An interesting result is that the duty-cycle of quasars is maximum within the redshift range 8.5 to 11, which is within the observational uncertainties associated with the reioni-zation of the Universe. Thus, perhaps mini-quasars may have had an important role during the reionization of our universe. This thesis also produced a framework called PyGravWC for the study of cosmology and gravitational waves of cosmological origino This framework is available to the community if respected the terms of the GNU-GP.
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