Космологический естественный отбор

Космологический естественный отбор , также называемый плодовитыми вселенными , — это гипотеза, предложенная Ли Смолином, которая была задумана как научная альтернатива антропному принципу . Она рассматривает, почему наша вселенная обладает особыми свойствами, которые допускают сложность и жизнь. Гипотеза предполагает, что процесс, аналогичный биологическому естественному отбору, применяется в самых больших масштабах. Смолин впервые предложил эту идею в 1992 году и обобщил ее в книге, предназначенной для широкой аудитории, под названием « Жизнь космоса» , опубликованной в 1997 году.

Черные дыры играют роль в естественном отборе. В теории плодовитости коллапсирующая ^{[ требуется уточнение ]} черная дыра вызывает появление новой вселенной на «другой стороне», фундаментальные постоянные параметры которой (массы элементарных частиц, постоянная Планка , элементарный заряд и т. д.) могут немного отличаться от параметров вселенной, в которой коллапсировала черная дыра. Таким образом, каждая вселенная порождает столько новых вселенных, сколько в ней черных дыр. Теория содержит эволюционные идеи «воспроизводства» и «мутации» вселенных, и поэтому формально аналогична моделям популяционной биологии .

В качестве альтернативы, черные дыры играют роль в космологическом естественном отборе, перетасовывая только некоторую материю, влияя на распределение элементарных кварковых вселенных. Результирующая популяция вселенных может быть представлена ​​как распределение ландшафта параметров, где высота ландшафта пропорциональна количеству черных дыр, которые будет иметь вселенная с этими параметрами. Применяя рассуждения, заимствованные из изучения ландшафтов приспособленности в популяционной биологии, можно сделать вывод, что популяция доминирует во вселенных, параметры которых приводят к производству черных дыр к локальному пику в ландшафте. Это было первое использование понятия ландшафта параметров в физике.

Леонард Сасскинд , который позже продвигал схожую теорию струн , утверждал:

Я не уверен, почему идея Смолина не привлекла особого внимания. Я на самом деле думаю, что она заслуживала гораздо большего, чем получила. ^[1]

Однако Сасскинд также утверждал, что, поскольку теория Смолина основана на передаче информации из родительской вселенной в дочернюю вселенную через черную дыру, она в конечном итоге не имеет смысла как теория космологического естественного отбора. ^[1] По мнению Сасскинда и многих других физиков, последнее десятилетие физики черных дыр показало нам, что никакая информация, попавшая в черную дыру, не может быть потеряна. ^[1] Даже Стивен Хокинг , который был крупнейшим сторонником идеи о том, что информация теряется в черной дыре, позже изменил свою позицию. ^[1] Подразумевается, что передача информации из родительской вселенной в дочернюю вселенную через черную дыру немыслима. ^[1]

Смолин отметил, что ландшафт теории струн не является фальсифицируемым Поппером , если другие вселенные не наблюдаемы. ^{[ требуется цитирование ]} Это предмет дебатов Смолина и Саскинда относительно аргумента Смолина: «[ Антропный] принцип не может дать никаких фальсифицируемых предсказаний, и, следовательно, не может быть частью науки». ^[1] Тогда есть только два выхода: проходимые червоточины, соединяющие различные параллельные вселенные, и «сигнальная нелокальность», как ее описывает Энтони Валентини , ученый из Института Периметра. ^{[ требуется разъяснение ]}

В критическом обзоре книги «Жизнь космоса » астрофизик Джо Силк предположил, что наша Вселенная не дотягивает примерно на четыре порядка до максимальной величины для производства черных дыр . ^[2] В своей книге «Вопросы истины » физик-теоретик Джон Полкинхорн выдвигает еще одну трудность, связанную с тезисом Смолина: невозможно навязать последовательное мультиверсальное время, необходимое для того, чтобы эволюционная динамика работала, поскольку короткоживущие вселенные с небольшим количеством потомков будут доминировать над долгоживущими вселенными с большим количеством потомков. ^[3] Смолин ответил на эту критику в книге «Жизнь космоса» и более поздних научных работах.

Когда Смолин опубликовал теорию в 1992 году, он предложил в качестве предсказания своей теории, что не должно существовать нейтронной звезды с массой более 1,6 массы Солнца. ^{[ требуется ссылка ]} Позже эта цифра была увеличена до двух солнечных масс после более точного моделирования внутренностей нейтронных звезд ядерными астрофизиками. Если бы когда-либо наблюдалась более массивная нейтронная звезда, это показало бы, что естественные законы нашей Вселенной не были настроены на максимальное производство черных дыр, потому что масса странного кварка могла быть перенастроена, чтобы снизить порог массы для производства черной дыры. Пульсар с массой 1,97 солнечной был обнаружен в 2010 году. ^[4] В 2019 году была обнаружена нейтронная звезда PSR J0740+6620 с солнечной массой 2,08 ± 0,07.

В 1992 году Смолин также предсказал, что инфляция, если это правда, должна существовать только в своей простейшей форме, управляемой одним полем и параметром.

Эту идею далее исследовал Никодем Поплавский . ^[5]

• Космология черной дыры
• Биокосм
• Антропный принцип
• Квантовая гравитация
• Общая теория относительности
• Квантовая механика
• Ли Смолин
• Тонко настроенная вселенная

• Космологический естественный отбор — подчеркивает совпадение констант, настраиваемых для биологической жизни, а также для черных дыр. Оспаривает понятие «совпадения» в этом контексте.
• Научные альтернативы антропному принципу
• Космический естественный отбор - критика этой идеи Леонардом Сасскиндом