Parole chiave:
Buchi neri
Cosmologia
Teorie quantistiche della gravitazione
Teoria dei campi quantistici
Teorie quantistiche della gravità; teorie di campo su spazio-tempo curvo; aspetti quantistici e
semiclassici del collasso gravitazionale, cosmologia e buchi neri.
L'oggetto principale di studio è l'interazione della gravità con
la materia quantistica al fine di derivare effetti osservabili in
cosmologia, astrofisica del collasso gravitazionale e buchi neri. Il programma di
ricerca prevede di coprire sia aspetti formali che fenomenologici:
Tra i primi si citano lo sviluppo delle teorie che descrivono la materia e la gravitazione,
comprendendo sia le tradizionali teorie di campo quantistiche su
spazio-tempo curvo e la relatività generale, che approcci completamente quantistici in cui lo spazio-tempo classico emerge dallo stato quantico dell'universo. Un aspetto comune a molti
recenti sviluppi formali è la previsione di non-commutatività delle coordinate spazio-temporali su scale molto corte o,
equivalentemente, l'esistenza di una lunghezza minima raggiungibile
a scale di energia molto elevate. Un argomento a supporto di questa conclusione è la previsione che oggetti sufficientemente compatti diventino buchi neri. Per trattare questo aspetto specifico è stato sviluppato un approccio detto di meccanica quantistica dell'orizzonte che tratta il raggio gravitazionale come osservabile e consente di derivare un principio di indeterminazione generalizzato. Inoltre, la non-commutatività potrebbe rimuovere le divergenze di cui soffrono le teorie quantistiche di
campo, senza la necessità di ricorrere a procedure di
regolarizzazione, ma garantendone la completezza ad alte energie. Altri problema irrisolti sono l'accelerazione dell'universo attuale descritta tramite l'ipotesi di esistenza dell'energia oscura e gli effetti comunemente associati all'esistenza di materia oscura, per i quali si sta sviluppando un modello unificato basato sulle proprietà quantistiche dell'universo nel suo insieme. Un aspetto essenziale è dato dalla non-linearità dell'interazione gravitazionale, per studiare la quale in un contesto quantistico si è sviluppato un approccio detto gravità newtoniana bootstrappata.
