Doctorat en philosophie et lettres / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse se consacre premièrement à certains aspects de la définition de charges conservées en relativité générale pour les espaces asymptotiquement plats à l’infini spatial. À l’aide de la dualité gravitationnelle, présente au niveau linéarisé, on étudie également l’existence de charges topologiques, magnétiques, ainsi que leurs contributions aux superalgèbres dans les théories de supergravité N = 1 et N = 2 à quatre dimensions. La thèse est divisée en trois parties.<p>Dans la première partie, les espaces asymptotiquement plats à l’infini spatial sont décrits à l’aide d’une généralisation de la métrique de type Beig-Schmidt. La construction de charges à partir de l’étude des équations du mouvement et de la classification de tenseurs symétriques et de divergences nulles nous permet de démontrer l’unicité des charges de Poincaré pour l’ansatz non-généralisé en présence de conditions de parité. L’équivalence des charges de Ashtekar- Hansen et Mann-Marolf est ainsi revisitée. Dans le cas d’un ansatz généralisé, une régulation de la forme symplectique divergente, à l’aide de contre-termes rajoutés à l’action de Mann-Marolf, nous donne la possibilité de considérer un espace des phases sans conditions de parité, tout en gardant un principe variationnel bien défini. Le groupe asymptotique comprend alors, en plus des charges de Poincaré où les charges de Lorentz ne sont plus asymptotiquement linéaires, des charges non-triviales associées aux supertranslations et aux transformations logarithmiques.<p>Dans la deuxième partie, on étudie la dualité gravitationnelle et la définition de charges magnétiques en gravitation linéarisée. On revisite la dualité et on montre qu’une dualisation sur les indices de Lorentz facilite la compréhension de celle-ci. Les dix charges de Poincaré ainsi que leurs duales magnétiques sont alors exprimées en termes d’intégrales de surface. Nous illustrons ensuite nos résultats à travers l’étude des sources de certaines solutions électriques et de leur duales magnétiques. Les solutions électriques envisagées sont :les trous noirs de type Schwarzschild et de type Kerr ainsi que les ondes de chocs de type pp.<p>Dans la dernière partie, on établit la supersymétrie des espaces de type Taub-NUT lorentzien chargés électriquement et magnétiquement dans la supergravité N = 2. Motivé par l’existence d’une égalité BPS, on entreprend alors une recherche sur l’inclusion de la charge NUT dans l’algèbre de supersymétrie. Grâce à une complexification de la forme de Witten-Nester, cette contribution de la charge NUT à la superalgèbre est comprise comme une déformation topologique, symétrique, au crochet antisymétrique des super-charges. Ce résultat est alors appliqué à la superalgèbre N = 1 à travers l’étude des ondes de chocs de type pp.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Depuis sa formulation au début du 20ème siècle, la théorie de la Relativité Générale a été vérifiée avec une précision sans cesse croissante. Cette théorie prédit, entre autre, l'existence d'ondes gravitationnelles qui restent à ce jour inobservées, et ce malgré de nombreuses tentatives de détections. Ces ondes sont caractérisées par leur absence de masse. Une des questions qui se pose alors est de savoir si cette absence de masse est une condition nécessaire pour que théorie et observations concordent. Pour répondre à cette question, il est indispensable d'étudier les différents aspects des théories décrivant des ondes gravitationnelles massives. Au-delà de cet intérêt purement théorique, l'étude de ces théories est, entre autre, motivée par de récentes observations cosmologiques. Celles-ci indiquent que l'accord entre la Relativité Générale et les observations n'est possible que si on suppose l'existence de matière et d'énergie noires.<p><p>Cette thèse est dédiée à une classe de théories décrivant des ondes gravitationnelles massives. Dans un premier temps, nous résumons les différents problèmes qui surgissent lorsqu'on tente de donner une masse aux ondes gravitationnelles. Ensuite, nous introduisons une classe de modèles et étudions certaines de leurs caractéristiques.<p><p>Le premier aspect étudié concerne l'existence d'une interaction de type instantanée. De telles interactions sont possibles étant donné que l'invariance de Lorentz est spontanément brisée dans les modèles considérés. Celles-ci sont dès lors discutées et un exemple concret est fourni.<p><p>La présence d'une interaction instantanée dans ces modèles a une conséquence directe sur les solutions "trous noirs" des équations du champ. En effet, on s'attend à ce que l'interaction instantanée puisse propager de l'information à l'extérieur d'un trou noir, ce qui entraînerait une modification de ces solutions par rapport à celles de la Relativité Générale. Cette supposition est confirmée par les solutions "trous noirs" obtenues dans cette thèse. Celles-ci peuvent soit imiter une certaine quantité de matière noire, soit conduire à un champ gravitationnel répulsif.<p><p>Finalement, les mécanismes de formation des grandes structures de l'Univers (galaxies, amas de galaxies, ) sont étudiés pour les théories considérées. Cette dernière discussion démontre que ces modèles reproduisent le comportement prévu par la Relativité Générale et sont, par conséquent, en accord avec les observations. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished