Sur la structure et symétries de l'espace-temps en champ gravitationnel fort et en théorie quantique des champs

La thèse contient une étude de la structure et les symétries de l'espace-temps présentée de quelques perspectives différentes. Géodésiques de particules sont analysées dans les champs gravitationnels forts. Les orbites circulaires et l'existence de la sphère des photons sont considerés dans la géométrie de Schwarzschild et des espaces-temps Schwarzschild-like , résultants de la gravité de Horava-Lifshitz. Communication au moyen de signaux électromagnétiques radiaux est étudié dans la proximité de l'horizon des événements dans l'espace-temps de Schwarzschild, où Kruskal-Szekeres système de coordonnées est employé. Dans le cas de l'espace-temps plat de Minkowski la brisure spontanée des symétries relativistes est examinée dans le cadre de la théorie quantique des champs. Violation de l'invariance de Lorentz est la conséquence de la présence de dérivés d'ordre supérieur dans l'action. La cohérence des théories effectives avec des dérivés d'ordre supérieur est établie par la régularisation sur réseau, en utilisant la propriété de la positivité de réflexion. Le modèle étendu de l'électrodynamique quantique scalaire, où le vide brise la symétrie de Lorentz, est construit et ses principales caractéristiques, y compris le spectre des quasi-particules, sont décrits.The thesis contains a study of spacetime structure and symmetries presented from a few different perspectives. Geodesics of massless and massive particles are investigated in strong gravitational fields. Circular orbits and the existence of the so-called photon sphere are considered in Schwarzschild geometry and in Schwarzschild-like spacetimes arising from Horava-Lifshitz gravity. Communication by means of radial electromagnetic signals is studied in the vicinity of the event horizon in Schwarzschild spacetime where Kruskal-Szekeres coordinate system is employed. In the case of flat Minkowski spacetime the spontaneous breakdown of relativistic symmetries is analyzed in the framework of quantum field theory. Lorentz invariance violation occurs due to the presence of higher order derivative terms in the action. The consistency of effective theories with derivatives of higher order is established in lattice regularization, using the property of reflection positivity. The extended model of scalar QED, where vacuum violates Lorentz symmetry, is constructed and its main features, including quasi-particle content, are described