The evolution problem in general relativity.

(Le problème d'évolution en relativité générale.)

Auteur : Graf Olivier

Résumé

Cette thèse est consacrĂ©e Ă  l’Ă©tude du problème de Cauchy pour les Ă©quations d’Einstein dans le vide de la relativitĂ© gĂ©nĂ©rale. On s’intĂ©resse plus particulièrement Ă  l’Ă©tude locale et globale en temps des solutions pour des donnĂ©es initiales prescrites sur une hypersurface de genre espace et une hypersurface de genre lumière/caractĂ©ristique. Nous obtenons pour ce problème de Cauchy spatial-caractĂ©ristique une gĂ©nĂ©ralisation du thĂ©orème de courbure L2 de Klainerman-Rodnianski-Szeftel. Nous obtenons Ă©galement une gĂ©nĂ©ralisation du thĂ©orème de la stabilitĂ© asymptotique non-linĂ©aire de l’espace-temps de Minkowski de Christodoulou-Klainerman. Le point commun entre ces deux gĂ©nĂ©ralisations est l’introduction de nouveaux choix de jauges, consistant en des feuilletages de l’espace-temps adaptĂ©s au problème de Cauchy spatial-caractĂ©ristique. Ceux-ci permettent de localiser et d’appliquer (en boĂ®te noire ou Ă  quelques modifications près) les thĂ©orèmes originaux correspondant Ă  nos rĂ©sultats. En particulier, nous introduisons ou gĂ©nĂ©ralisons l’Ă©tude de feuilletages par des cĂ´nes de lumière Ă  sommets ou sections sphĂ©riques prescrits, par des hypersurfaces spatiales maximales Ă  bord prescrits, ainsi que l’Ă©tude de coordonnĂ©es (canoniques, gĂ©odĂ©siques ou harmoniques) sur ces hypersurfaces. Ces choix de jauge et l’analyse des Ă©quations d’Einstein sous ces conditions constituent le point central de cette thèse.

Abstract

This thesis is devoted to study the Cauchy problem for Einstein vacuum equations of general relativity. More precisely, we investigate local and global existence of solutions when initial data are prescribed on a spacelike and on a characteristic/null hypersurface. For this spacelike-characteristic Cauchy problem, we obtain a generalisation of the bounded L2 curvature theorem of Klainerman-Rodnianski-Szeftel. We also obtain a generalisation of the global nonlinear stability of Minkowski space of Christodoulou-Klainerman. The common feature to these two generalisations is the introduction of new gauge choices which consist in spacetime foliations adapted to the spacelike-characteristic setting. This enables to apply (as a black box or up to some modification) the original theorems corresponding to our results. In particular, we introduce or generalise the study of foliations by null cones with prescribed vertices or prescribed spherical sections, maximal spacelike hypersurfaces with prescribed boundaries, as well as the study of coordinates (canonical, geodesic or harmonic) on these hypersurfaces. These gauge choices and the analysis of the Einstein equations under these conditions are the centre of this thesis.

Notes

Cette thèse est présentée dans Tangente n° 203 .

Une version texte intégral est en téléchargement sur le site https://hal.science/tel-03255769

Données de publication

Éditeur Sorbonne universitĂ© Paris , 2020 Format A4, 404 p. Index Bibliogr. p. 387-390

Public visé chercheur, enseignant, formateur

Type thèse Mathématiques Générales, Paris, 2020 Langue anglais Support papier

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