Карл Генри Бранс ( / bræn z / ; родился 13 декабря 1935 г.) — американский физик-математик, наиболее известный своими исследованиями теоретических основ гравитации , изложенными в его наиболее широко разрекламированной работе — теории Бранса-Дикке .
Уроженец Техаса , родившийся в Далласе , Карл Бранс провел свою академическую карьеру в соседней Луизиане , окончив в 1957 году Университет Лойолы в Новом Орлеане . Получив докторскую степень. из Принстонского университета в 1961 году он вернулся в Лойолу в 1960 году и позже стал заслуженным профессором теоретической физики Дж. К. Картера. С тех пор он работал приглашенным профессором в Принстонском университете, Институте перспективных исследований и Институте теоретической физики Кёльнского университета , Германия.
Бранс хорошо известен среди тех, кто занимается изучением гравитации, и известен своей разработкой вместе с Робертом Х. Дике теории гравитации Бранса-Дикке, в которой гравитационная постоянная меняется со временем, [1] ведущего конкурента Альберта Эйнштейна. Общая теория относительности . Работа Бранса и Дике на самом деле была тесно связана с более ранними работами Паскуаля Джордана , но развивалась независимо. Эту формулировку часто называют скалярно-тензорной теорией гравитации Джордана-Бранса-Дикке (JBD) . В этой теории, основанной на предположениях Маха, Эддингтона, Дирака и других, помимо метрики вводится универсально связанное скалярное поле, что в конечном итоге приводит к теории, в которой гравитационная постоянная зависит от распределения материи во Вселенной. . Ряд очень точных измерений, проведенных в конце 1970-х годов, показал, что JBD работает не лучше, чем более простая стандартная общая теория относительности Эйнштейна, в контексте Солнечной системы. Однако развитие теории струн и инфляционной космологии возобновило интерес к модификациям скалярного поля стандартной общей теории относительности , хотя и не в исходной форме JBD.
В 1960-х и 1970-х годах Бранс разработал полную и эффективную инвариантную классификацию четырехмерных плоских геометрий Риччи, разновидность пост-петровского подхода, [2] разработав очень ранние компьютерные программы для символических манипуляций. [3] Он резюмировал эту работу с точки зрения комплексификации двухформового волокна в пространстве-времени. [4] Он также работал над некоторыми вопросами, связанными с очевидно круговым аргументом в доказательствах теоремы Белла, в котором априори предполагается, что скрытые переменные не влияют на настройки детектора, [5] с самого начала отрицая причинность скрытых переменных.
Начиная с 1980-х годов, Бранс рассматривал некоторые достижения в дифференциальной топологии , касающиеся существования экзотических (нестандартных) глобальных дифференциальных структур и их возможных приложений в физике. Эта работа включает в себя рассмотрение экзотической 7-сферы Милнора как экзотического пучка Янга-Миллса и, в первую очередь, бесконечности экзотической дифференциальной структуры в евклидовом четырехмерном пространстве ( экзотический R 4 ) как альтернативных моделей пространства-времени в общей теории относительности. [6] [7] Большая часть этой работы была проделана в сотрудничестве с Торстеном Ассельмейером-Малугой из Берлина. В частности, они предположили, что экзотические структуры гладкости могут решить некоторые проблемы космологии, такие как темная материя или темная энергия. Вместе они опубликовали книгу « Экзотическая гладкость и физика» в 2007 году. [8]