Моше Кармели (ивр. משה כרמלי, англ. Moshe Carmeli; 15 июня 1933, Багдад, Ирак — 27 сентября 2007, Беэр-Шева, Израиль) — израильский физик-теоретик, профессор кафедры теоретической физики Университета имени Бен-Гуриона, президент Израильского физического общества. Наиболее известен разработкой космологической общей теории относительности (КОТО) — пятимерного обобщения теории Эйнштейна, в котором пятым измерением выступает лучевая скорость галактик. КОТО предлагает альтернативу стандартной космологической модели, однако не получила широкого признания в академическом сообществе.
Биография Родился 15 июня 1933 года в Багдаде (Ирак). В 1950 году вместе с семьёй через Иран перебрался в Израиль.
В 1960 году получил степень магистра физики в Еврейском университете в Иерусалиме под руководством Н. Зельдеса. В 1964 году защитил докторскую диссертацию (D.Sc.) в Технионе (Хайфа) под руководством Натана Розена — известного физика, соавтора Эйнштейна по знаменитой статье «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?» (Сan Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?), известной также как «парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена».
В 1964–1967 годах работал в Университете Темпл (Филадельфия), а затем в Университете Мэриленда, где получил звание доцента. В 1967 году стал научным сотрудником (позже — старшим научным сотрудником) в Лаборатории аэрокосмических исследований (Aerospace Research Laboratory) в Дейтоне, штат Огайо. Дважды был отмечен за выдающиеся работы Военно-воздушными силами США.
В 1972 году вернулся в Израиль и поступил на физический факультет Университета имени Бен-Гуриона в Беэр-Шеве в качестве адъюнкт-профессора. В 1974 году стал первым полным профессором на этом факультете; в 1973–1977 годах занимал должность декана факультета.
В 1979 году Кармели было присвоено звание профессора теоретической физики имени Альберта Эйнштейна, которое он носил до конца жизни (28 лет). В 1980 году стал директором Центра теоретической физики при университете и занимал эту должность до 1989 года.
С 1979 по 1982 год — вице-президент Израильского физического общества, с 1982 по 1985 год — его президент.
Состоял в Американском физическом обществе, Американской ассоциации содействия развитию науки, Нью-Йоркской академии наук. Был включён в справочники «Who’s Who in the World» и «Who’s Who in Science and Technology». Четырежды приглашался Шведской королевской академией наук для выдвижения кандидатов на Нобелевскую премию по физике и четырежды — Фондом Вольфа для выдвижения на Вольфовскую премию по физике.
Посещал с визитами Институт теоретической физики им. Ч. Н. Янга (Stony Brook), Университет Мэриленда, Международный центр теоретической физики в Триесте, Институт астрофизики им. Макса Планка в Мюнхене, а также университеты Массачусетса, Колгейта, Куин-Мэри (Лондон) и Кампинаса (Бразилия).
Был женат на Элишеве Коэн, имел троих детей (Эли, Дорит, Яир). Умер 27 сентября 2007 года в Беэр-Шеве.
Научная деятельность Кармели внёс значительный вклад в различные области теоретической физики:
Общая и специальная теория относительности Космология и астрофизика Калибровочные теории (gauge theory) Математическая физика
Автор 4 книг, соавтор ещё 4, опубликовал 128 рецензируемых статей в научных журналах и иных изданиях (в общей сложности 146 публикаций).
Рецензировал и реферировал сотни научных работ для более чем десятка научных журналов. Космологическая общая теория относительности (КОТО) В 1990-х годах Кармели разработал новую космологическую теорию — космологическую общую теорию относительности (Cosmological General Relativity, CGR).
Основная идея Кармели обобщил четырёхмерное пространство-время Эйнштейна до пяти измерений, добавив в качестве пятой координаты радиальную скорость галактик в потоке Хаббла. Это пятое измерение получило название «пространство-скорость» (space-velocity).
В 1997 году он опубликовал первый вариант теории (специально-релятивистскую версию) в книге «Cosmological Special Relativity: The Large-Scale Structure of Space, Time, and Velocity». Позже он разработал полную обще-релятивистскую версию и опубликовал ряд статей о её следствиях.
Ключевые следствия теории
Закон Хаббла как фундаментальный постулат. В отличие от стандартной космологии, где закон Хаббла выводится из уравнений Эйнштейна как следствие расширения пространства, в теории Кармели он становится аксиомой, на которой строится геометрия пространства-времени-скорости. Объяснение вращения галактик без тёмной материи. Теория предсказывает, что на больших расстояниях гравитационное взаимодействие убывает не как 1/r2 (закон Ньютона), а медленнее — как 1/r. Это позволяет объяснить аномально высокие скорости вращения внешних областей галактик без привлечения гипотетической тёмной материи. Объяснение ускоренного расширения Вселенной без тёмной энергии. Теория предсказывает трёхфазную эволюцию расширения Вселенной (замедленное → постоянное → ускоренное) без необходимости вводить тёмную энергию. Объяснение плоскостности Вселенной. Четырёхмерная метрика пространства-ускорения объясняет, почему наблюдаемая Вселенная является плоской (евклидовой) без привлечения инфляционной теории и тёмной материи. Отказ от ad hoc-сущностей. Теория Кармели не требует введения ненаблюдаемых сущностей — тёмной материи и тёмной энергии, которые в стандартной ΛCDM-модели играют роль «заплаток» для объяснения нестыковок наблюдений с теорией.
Развитие теории Впоследствии теория Кармели была развита и применена к наблюдательным данным израильско-австралийским физиком Джоном Хартнеттом (John Hartnett), который показал, что она успешно объясняет: кривые вращения спиральных, эллиптических и сфероидальных галактик; данные по сверхновым типа Ia; барионные акустические осцилляции; температуру реликтового излучения.
Хартнетт также показал, каким образом в пятимерную теорию можно включить временную координату, сделав её полностью динамичной.
Критика Несмотря на математическую стройность, космологическая общая теория относительности Кармели не получила широкого признания в академическом сообществе. Основные претензии оппонентов сводятся к следующему:
Сравнение с ΛCDM. Анализ показывает, что хотя теория Кармели успешно проходит классические тесты (смещение перигелия Меркурия, отклонение света в гравитационном поле) и космологические тесты на малых красных смещениях (сверхновые типа Ia, барионные акустические осцилляции), она даёт худшее согласование с наблюдательными данными, чем стандартная ΛCDM-модель.
Математические ошибки. В первоначальной версии работы, поданной на arXiv 22 июля 2004 года, Дж. Г. Хартнетт утверждал, что выводы Кармели о применимости его метрики к кривым вращения галактик основаны на ошибочных выкладках. Автор показывал, что заявленная связь метрики Кармели соотношением Талли—Фишера не следует из его пятимерной теории.
Однако уже в версии от 8 октября 2004 года Хартнетт полностью пересматривает свою позицию. В revised version он приходит к выводу, что метрика Кармели действительно правильно описывает кривые вращения галактик на основе свойств самой метрики. В финальной версии, опубликованной в 2005 году в рецензируемом журнале International Journal of Theoretical Physics, Хартнетт окончательно утверждает, что метрика Кармели точно воспроизводит соотношение Талли—Фишера и позволяет не привлекать тёмную материю для объяснения аномальной динамики в рукавах спиральных галактик.
Статус теории. В научных дискуссиях теория характеризуется как спорная: одни исследователи отмечают её инновационность, другие ставят под сомнение её обоснованность.
Отмечается, что термин «космологическая теория относительности» вводит в заблуждение, поскольку вводимые автором преобразования фактически являются обычными преобразованиями Лоренца для плоского пространства-времени.
Восприятие в научном сообществе Теория Кармели остаётся на периферии академической космологии. Основные причины:
Отсутствие широкой поддержки. Большинство космологов работает в рамках стандартной ΛCDM-модели, которая, несмотря на свои проблемы (тёмная материя, тёмная энергия), успешно описывает весь массив наблюдательных данных. Некоторая связь с креационизмом. Активным популяризатором и разработчиком теории является Джон Хартнетт, известный своими креационистскими взглядами. Для многих учёных это служит поводом относиться к теории с предубеждением, хотя сама по себе теория Кармели не содержит креационистских утверждений. Отсутствие решающих экспериментов. Теория пока не предложила наблюдательных предсказаний, которые позволили бы однозначно отличить её от ΛCDM.
Тем не менее, теория привлекает внимание некоторых исследователей как математически элегантная альтернатива, которая позволяет объяснить вращение галактик и ускоренное расширение Вселенной без привлечения тёмной материи и тёмной энергии. Отдельные работы, в том числе диссертационные исследования, посвящены критическому анализу и проверке теории на наблюдательных данных.
В 2024 году вышла статья «Comments on Non–Dark Matter Theories Explaining the Galaxy Rotation Curves and Globular Cluster Velocity Dispersions», в которой теория Кармели (в статье она названа Carmelies Theory) признается успешной для объяснения кривых вращения, но ставятся вопросы о ее применимости к другим объектам, например, скоплениям галактик.
Основные труды
Книги
Carmeli, Moshe. Representations of the Rotation and Lorentz Groups (в соавт. с S. Malin, Dekker, 1976) Carmeli, Moshe. Gauge Fields: Classification and Equations of Motion (в соавт. с Kh. Huleihil и E. Leibowitz ) — World Scientific, 1989 г.
Наиболее цитируемые научные работы
Книги и публикации Моше Кармели на сайте OpenLibrary : Moshe Carmeli
См. также Общая теория относительности Космология Закон Хаббла Тёмная материя Тёмная энергия Альтернативные теории гравитации Модифицированная ньютоновская динамика (MOND)
Примечания
Категория:Физики_Израиля Категория:Родившиеся в 1933 году Категория:Физики XX века Категория:Физики по алфавиту Категория:Персоналии по алфавиту Категория:Учёные по алфавиту Категория:Персоналии:Университет_имени_Бен-Гуриона