Gravitazione e cosmologia

Sistemi a scale energetiche tipiche per astrofisica e cosmologia sono da tempo studiati nell'approccio semiclassico in cui la Relatività Generale descrive la gravità mentre la materia viene descritta dalle teorie quantistiche di campo. Da qui si sviluppano descrizioni effettive classiche e modelli completamente quantistici per:

Interazioni gravitazionali: teorie effettive della gravitazione a bassa energia e di gravità modificata; quantizzazione tramite stati coerenti; teorie di campo quantistico su spazio curvo e analogie con modelli di stato condensato; completezza ultravioletta ed esistenza di scale minime di lunghezza; termodinamica delle teorie scalare-tensoriali.

Cosmologia teorica: modelli di inflazione cosmologica e radiazione cosmica di fondo; modelli di energia oscura, teorie di gravità modificata e materia oscura; cosmologia quantistica e studio delle singolarità cosmologiche, con applicazioni a inflazione, reheating, materia, radiazione oscura ed energia oscura e produzione di buchi neri primordiali.

Fisica dei buchi neri e oggetti astrofisici compatti: modelli ed effetti quantistici per sistemi autogravitanti ad alta compattezza; collasso gravitazionale e formazione di orizzonti con radiazione di Hawking; risoluzione delle singolarità classiche e buchi neri quantistici regolari; oggetti astrofisici esotici e sorgenti compatte in gravitazione quantistica e post-Newtoniana; perturbazioni ed emissione di onde gravitazionali.