Tests de gravitation à l'échelle du système solaire

Gravitation tests on the solar system scale

• Auteur / Autrice : Léo Bernus
• Direction : Jacques Laskar, Agnès Fienga
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Astronomie et Astrophysique
• Date : Soutenance le 05/10/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Astronomie et astrophysique d'Île-de-France (Meudon, Hauts-de-Seine ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique céleste et de calcul des éphémérides (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Observatoire de Paris (1667-....)
• Jury : Président / Présidente : Éric Gourgoulhon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Laskar, Agnès Fienga, Sergei A. Klioner, Jean-Philippe Uzan, Clifford M. Will
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sergei A. Klioner, Jean-Philippe Uzan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Astronomie

Relativité générale (physique)

Système solaire

Mécanique céleste

Mots clés libres

Système solaire

Mécanique céleste

Relativité générale

Astronomie

Théorie alternative

Solar system

Celestial mechanics

General relativity

Astronomy

Alternative theory

Résumé

Nous contraignons des théories alternatives à la relativité générale en utilisant les éphémérides planétaires INPOP. D’abord, nous donnons les conditions de réalisation de telles contraintes. Nous montrons qu’il est crucial d’ajuster tous les paramètres d’INPOP en même temps que l’on contraint les paramètres de la théorie alternative à tester, sous peine de surestimer grandement la force de la contrainte (de plus d’un ordre de grandeur dans un cas que nous testons). Nous donnons un critère statistique général permettant de contraindre ces théories alternatives. Nous montrons un exemple d’application de ce test à la contrainte de la possible position de la planète P9 dans le système solaire.Ensuite nous contraignons la masse du graviton avec l'éphéméride planétaire INPOP. La contrainte la plus récente et la plus forte (obtenue avec INPOP19a) est : m_g < 3.62×10^-23 eV/c2 ou λ_g > 3.43 × 10^13 km avec un degré de confiance de99.7%. Enfin, nous contraignons la théorie du dilaton léger (ou sans masse). Nous dérivons cette théorie à partir d’une action. C’est une théorie tenseur-scalaire avec couplage non universel à la matière, ce qui donne lieu à une violation du principe d’équivalence faible. Nous donnons des contraintes sur les paramètres de couplage du dilaton sous forme de distributions de ces paramètres.

We constrain alternative theories to general relativity using the planetary ephemeris INPOP.First, we give the conditions for achieving such constraints. We show that it is crucial to fit all the parameters of INPOP atthe same tame as we constrain the parameters of the theory to be tested. If it is not the case, the strength of the constrain can be overestimated – by more than one order of magnitude in a case we work on. We give a general statistical criterion making it possible to constrain these alternative theories. We show an example of applying this test to the constraint of the possible position of the planet P9 in the solar system. Then we constrain the mass of the graviton with the planetary ephemeris INPOP. The most recent and strongest constraint (obtained with INPOP19a) is: m_g < 3.62×10^-23 eV/c2 or λ_g > 3.43 × 10^13 km with a degree of confidence of 99.7%. Finally, we constrain the theory of the light (or massless) dilaton. We derive this theory from an action. It is a tensor-scalar theory with non-universal coupling to matter, which violates the weak equivalence principle. We give constraints on the coupling parameters of the dilaton in the form of distributions of these parameters.