Elements of primordial cosmology

• Auteur / Autrice : Marc Lilley
• Direction : Patrick Peter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique théorique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cordes cosmiques

Gravité

Branes

Supercordes

Cosmologie

Mots clés libres

Cosmologie primordiale

Cosmologies à rebonds

Inflation branaire

Tests gravitationnels

Cordes cosmiques supraconductrices

Résumé

Cette thèse porte successivement sur une extension a la cosmologie inflationaire standard qui permet la suppression de la singularité primordiale, sur les tests , dans le secteur gravitationnel, des théories de supercordes, et enfin sur le comportement des cordes cosmiques supraconductrices. Dans la partie I, après une introduction au modèle cosmologique standard ainsi qu'au mécanisme inflationaire, nous résumons la littérature existante portant sur les rebonds cosmologiques et incluons deux projets de recherche, l'un déjà publie et l'autre dans une phase intermédiaire, qui détaillent le transfer des perturbations lors d'une phase de rebond. Nous discutons également la cosmologie dite de fond'' qui permet l'obtention d'un rebond. Dans la partie II, nous débutons par une introduction aux théories de supercordes, à l'inflation dans le cadre des modèles de « branes'' et, enfin, aux supercordes cosmiques. Cette introduction donne le cadre théorique dans lequel s'inscrit la suite de la partie II sur la théorie des cordes, la gravité et les expériences permettant de détecter les effets distinctifs de la théorie des cordes dans le secteur gravitationnel. Cette partie de la thèse est publiée dans le compte rendu de l'école de physique théorique des Houches 2007. Elle se base sur un cours donne par Thibault Damour, que l'auteur de cette thèse a étoffe et converti en un document écrit. Dans la partie III, nous décrivons la dynamique des cordes cosmiques de type c et celle des cordes cosmiques supraconductrices. Nous incluons ensuite un projet de recherche portant sur le couplage d'une corde cosmique a plusieurs champs abeliens externes.

This thesis successively discusses a singularity-avoiding extention to standard inflationary cosmology, gravitational tests of superstring theory and the behaviour of multiple-current-carrying cosmic strings. In part I, after introducing the standard cosmological picture as well as inflation, we briefly review the existing literature on bouncing cosmologies and include two research papers, one published and another in preparation, which focus on the transfer of cosmological perturbations through a general relativistic curvature bounce. We also discuss in some detail the background cosmological setup that leads to the bounce. In part II, we give a general introduction to string theory, brane inflation, and cosmic superstrings. This serves as an entry point into a chapter on string theory, gravity and experiment, the subject matter of a course given by T. Damour at the Les Houches school in theoretical physics in 2007, which the author of this thesis and T. Damour turned into lecture notes. In part III, we first review the theoretical description and dynamics of Nambu-Goto strings. We then review the theoretical description of current-carrying strings. We then include a research paper focusing on the coupling of the string to several external abelian fields.