Théories étendues de la gravité

Les théories étendues de la gravité peuvent être considérées comme un nouveau paradigme pour remédier aux lacunes de la relativité générale aux échelles infrarouge et ultraviolet. Elles constituent une approche qui, en préservant les résultats incontestablement positifs de la théorie d’Einstein, vise à aborder les problèmes conceptuels et expérimentaux récemment apparus en astrophysique, cosmologie et physique des hautes énergies. En particulier, le but est d’englober, dans un schéma auto-consistant, des problèmes tels que l’inflation, l’énergie sombre, la matière sombre, la structure à grande échelle et, avant tout, de donner au moins une description efficace de la gravité quantique. Nous passons en revue les principes de base que toute théorie gravitationnelle doit suivre. L’interprétation géométrique est discutée dans une perspective large afin de mettre en évidence les hypothèses de base de la relativité générale et ses extensions possibles dans le cadre général des théories de jauge. Les principes de telles modifications sont présentés, en se concentrant sur des classes spécifiques de théories comme la gravité f(R) et la gravité scalaire-tensorielle dans les approches métrique et de Palatini. Le rôle particulier de la torsion est également discuté. Les caractéristiques conceptuelles de ces théories sont pleinement explorées et l’attention est portée sur les questions d’équivalence dynamique et conformationnelle entre elles, en considérant également le problème de la valeur initiale. Un certain nombre de critères de viabilité sont présentés en considérant les limites post-Newtoniennes et post-Minkowskiennes. En particulier, nous discutons les problèmes des oscillations de neutrinos et des ondes gravitationnelles en gravité étendue. Enfin, les perspectives futures de la gravité étendue sont considérées avec la possibilité d’aller au-delà d’une approche par essais et erreurs.

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