Thèse soutenue

Quelques aspects de cosmologie et de physique des trous noirs en gravitation quantique à boucles
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Auteur / Autrice : Killian Martineau
Direction : Aurélien Barrau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique subatomique et astroparticules
Date : Soutenance le 10/10/2019
Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique (Grenoble ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (Grenoble ; 2003-....)
Jury : Président / Présidente : Pierre Salati
Examinateurs / Examinatrices : Delphine Hardin, Sébastien Renaux
Rapporteurs / Rapporteuses : Martin Kunz, Alejandro Perez

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cantonnée à la physique mathématique depuis des décennies, la gravitation quantique entre désormais dans le giron de la science expérimentale. Suivant cette mouvance nous considérons dans cette thèse trois cadres d’application de la gravitation quantique à boucles (LQG) : le système Univers, les trous noirs et les astroparticules. Le troisième n’est qu’esquissé tandis que les deux premiers sont présentés plus en détails.Le secteur cosmologique étant l’un des domaines les plus prometteurs pour tester et contraindre des théories de gravité quantique, le développement de différents modèles tentant d’appliquer les idées de la LQG à l’Univers primordial ne s’est pas fait attendre. Les travaux que nous présentons portent sur la phénoménologie associée à ces modèles; tant dans le secteur homogène (où nous nous focalisons notamment sur la durée de la phase d’inflation), que dans le secteur inhomogène (nous étudions ce coup-ci le devenir des spectres de puissance primordiaux). Ces études combinées nous permettent alors de préciser dans quelle mesure des effets de gravité quantique (à boucles) peuvent être observés dans les anisotropies du fond diffus cosmologique.D’autre part les trous noirs, non contents de faire partie des objets les plus étranges et les plus fascinants de l’Univers, constituent également des sondes privilégiées pour tester des théories de gravitation. Nous développons la phénoménologie associée à différents traitements des trous noirs en gravitation quantique à boucles. Celle-ci intervient sur une grande variété de fronts : de l’évaporation de Hawking aux ondes gravitationnelles, en passant par la matière noire. C’est sans nul doute un domaine riche et vaste.Finalement, l’existence d’une échelle de longueur minimale, prédite par la majorité des théories de gravité quantique, suggère une généralisation du principe d’incertitude de Heisenberg. Partant de ce constat nous présentons également dans ce manuscrit une méthodologie permettant de calculer une nouvelle relation de dispersion de la lumière à partir du principe d’incertitude généralisé le plus couramment répandu.