Инфракрасные модификации гравитационных теорий

Общая теория относительности – самая успешная теория гравитации, подтвержденная многими наблюдениями и экспериментами. Наиболее известные эксперименты – аномальная прецессия орбит, отклонение луча света в гравитационном поле, гравитационное замедление времени, красное смещение, существование черных дыр и гравитационных волн, которые были открыты недавно.

Гравитация Эйнштейна успешно используется как в космологии и астрофизике, так и в точнейшей космической инженерии. Несмотря на успех ОТО, существует ряд проблем как принципиально теоретического, так и экспериментального плана, требующих модификации этой теории. 

С одной стороны, ОТО не имеет ультрафиолетового дополнения, то есть не является классическим пределом некоторой квантовой теории поля, это – хорошо известная проблема квантования гравитации. С другой стороны, космологические и астрономические наблюдения указывают на ряд явлений, проявляющихся на больших масштабах, которые невозможно объяснить в рамках стандартной ОТО. Примером являются плоские кривые вращения галактик и ускоренное расширение Вселенной, которые приводят к космологическим проблемам темной материи и темная энергии.

Объяснение этих явлений – основная мотивация для изучения инфракрасных модификаций гравитации. Основное внимание в данном курсе уделено математическим конструкциям и методам, используемым при построении различных модификаций гравитации, а также теоретическому описанию альтернативных моделей. Кроме того, дается обзор экспериментальных ограничений, существующих на данный момент в этой области.