Карл Генри Бранс ( / b r æ n z / ; родился 13 декабря 1935 года) — американский физик-математик, наиболее известный своими исследованиями теоретических основ гравитации , изложенными в его наиболее широко разрекламированной работе — теории Бранса–Дикке .
Техасец , родившийся в Далласе , Карл Бранс провел свою академическую карьеру в соседней Луизиане , окончив в 1957 году Университет Лойолы в Новом Орлеане . Получив степень доктора философии в Принстонском университете в 1961 году, он вернулся в Лойолу в 1960 году и позже стал заслуженным профессором теоретической физики имени Дж. К. Картера. С тех пор он занимал должности приглашенных профессоров в Принстонском университете, Институте перспективных исследований и Институте теоретической физики в Кельнском университете , Германия.
Бранс хорошо известен среди тех, кто занимается изучением гравитации, и известен своей разработкой совместно с Робертом Х. Дикке теории гравитации Бранса–Дикке, в которой гравитационная постоянная изменяется со временем, [1] ведущего конкурента общей теории относительности Альберта Эйнштейна . Работа Бранса и Дикке на самом деле была тесно связана с более ранней работой Паскуаля Жордана , но была разработана независимо. Эту формулировку часто называют скалярно-тензорной теорией гравитации Жордана–Бранса–Дикке (JBD) . В этой теории, основанной на предположениях Маха, Эддингтона, Дирака и других, вводится универсально связанное скалярное поле в дополнение к метрике , 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, показали, что JBD не лучше, чем более простая стандартная общая теория относительности Эйнштейна в контексте солнечной системы. Однако разработки в теории струн и инфляционной космологии возобновили интерес к модификациям скалярных полей стандартной общей теории относительности , хотя и не в первоначальной форме JBD.
В 1960-х и 1970-х годах Бранс разработал полную и эффективную инвариантную классификацию четырехмерных плоских геометрий Риччи, тип пост-Петровского подхода, [2] разработав очень ранние компьютерные программы для символических манипуляций. [3] Он обобщил эту работу в терминах комплексификации двумерного волокна над пространством-временем. [4] Он также работал над некоторыми вопросами, связанными с явно циклическим аргументом в доказательствах теоремы Белла, в которой априори предполагается, что скрытые переменные не влияют на настройки детектора, [5] отрицая причинность скрытых переменных с самого начала.
Начиная с 1980-х годов Бранс рассматривал некоторые разработки в дифференциальной топологии, касающиеся существования экзотических (нестандартных) глобальных дифференциальных структур и их возможных приложений к физике. Эта работа включает рассмотрение экзотической 7-сферы Милнора как экзотического расслоения Янга–Миллса, и в особенности бесконечности экзотической дифференциальной структуры на евклидовом четырехмерном пространстве ( экзотическое R 4 ) как альтернативных моделей для 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 Exotic Smoothness and Physics в 2007 году. [8]