Космологический естественный отбор

Космологический естественный отбор , также называемый плодородными вселенными , — это гипотеза, предложенная Ли Смолиным и задуманная как научная альтернатива антропному принципу . В нем говорится о том, почему наша Вселенная обладает особыми свойствами, которые обеспечивают сложность и жизнь. Гипотеза предполагает, что процесс, аналогичный биологическому естественному отбору, применим в самых грандиозных масштабах. Смолин впервые предложил эту идею в 1992 году и обобщил ее в книге « Жизнь космоса» , опубликованной в 1997 году и предназначенной для непрофессиональной аудитории.

Гипотеза

Черные дыры играют роль в естественном отборе. В плодотворной теории коллапс ^{[ нужны разъяснения ]} черная дыра вызывает возникновение новой Вселенной на «другой стороне», фундаментальные постоянные параметры которой (массы элементарных частиц, постоянная Планка , элементарный заряд и т. д.) могут незначительно отличаться от параметров Вселенной, в которой схлопнулась черная дыра. Таким образом, каждая вселенная порождает столько новых вселенных, сколько в ней имеется черных дыр. Теория содержит эволюционные идеи «воспроизведения» и «мутации» вселенных и поэтому формально аналогична моделям популяционной биологии .

С другой стороны, черные дыры играют роль в космологическом естественном отборе, перетасовывая лишь некоторую часть материи, влияющую на распределение элементарных вселенных кварков. Полученную популяцию вселенных можно представить как распределение параметров ландшафта, 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 заключить, что в популяции доминируют вселенные, параметры которых приводят к образованию черных дыр до локального пика в ландшафте. Это было первое использование понятия ландшафта параметров в физике.

Леонард Сасскинд , который позже продвигал аналогичную теорию струн , заявил:

Не знаю, почему идея Смолина не привлекла большого внимания. На самом деле я думаю, что он заслуживал гораздо большего, чем получил. ^[1]

Однако Сасскинд также утверждал, что, поскольку теория Смолина основана на передаче информации из родительской вселенной в дочернюю 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, попадающая 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 через черную дыру невозможна. ^[1]

Смолин отметил, что ландшафт теории струн не является фальсифицируемым по Попперу, если другие вселенные не наблюдаемы. ^{[ нужна ссылка ]} Это предмет дебатов Смолина-Сасскинда относительно аргумента Смолина: «[ Антропный принцип ] не может давать никаких фальсифицируемых предсказаний и, следовательно, не может быть частью науки». ^[1] Тогда есть только два выхода: проходимые червоточины, соединяющие разные параллельные вселенные, и «нелокальность сигнала», как описал Энтони Валентини , учёный из Института Периметра. ^{[ нужны разъяснения ]}

В критическом обзоре « Жизни космоса » астрофизик Джо Силк предположил, что наша Вселенная отстает примерно на четыре порядка от максимального уровня образования черных дыр . ^[2] В своей книге «Вопросы истины » физик элементарных частиц Джон Полкингхорн выдвигает еще одну трудность, связанную с тезисом Смолина: нельзя навязать последовательное мультиверсальное время, необходимое для того, чтобы эволюционная динамика работала, поскольку короткоживущие вселенные с небольшим количеством потомков тогда будут доминировать над долгоживущими вселенными с много потомков. ^[3] Смолин ответил на эту критику в «Жизни космоса» и более поздних научных работах.

Когда Смолин опубликовал теорию в 1992 году, он предположил в качестве предсказания своей теории, что ни одна нейтронная звезда не должна существовать с массой, превышающей массу Солнца более чем в 1,6 раза. ^{[ нужна ссылка ]} Позже эта цифра была увеличена до двух солнечных масс после более точного моделирования недр нейтронных звезд ядерными астрофизиками. Если бы когда-либо наблюдалась более массивная нейтронная звезда, это показало бы, что естественные законы нашей Вселенной не настроены на максимальное образование черных дыр, поскольку массу странного кварка можно перенастроить, чтобы снизить массовый порог для образования черной дыры. Пульсар массой 1,97 Солнца был открыт в 2010 году. ^[4] В 2019 году была открыта нейтронная звезда PSR J0740+6620 с солнечной массой 2,08 ± 0,07.

В 1992 году Смолин также предсказал, что инфляция, если она верна, должна быть только в ее простейшей форме, управляемой одним полем и параметром.

Эту идею в дальнейшем изучил Никодем Поплавский . ^[5]

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Смолин против Зюскинда: антропный принцип» Edge (18 августа 2004 г.)
^ Джо Силк (1997) «Целостная космология», Science 277 : 644.
^ Джон Полкингхорн и Николас Бил (2009) Вопросы истины . Вестминстер Джон Нокс: 106–111.
^ Хессельс, Джейсон; Робертс, Мэллори; Рэнсом, Скотт; Пеннуччи, Тим; Деморест, Пол (27 октября 2010 г.). «Измерение задержки Шапиро нейтронной звезды с двумя массами Солнца». Природа . 467 (7319): 1081–1083. arXiv : 1010.5788 . дои : 10.1038/nature09466 . ПМИД 20981094 . S2CID 205222609 .
^ Финкель, Майкл (19 февраля 2014 г.). «Мы живем в черной дыре?» . Nationalgeographic.com . Архивировано из оригинала 4 октября 2019 года . Проверено 7 сентября 2020 г.

Внешние ссылки

Космологический естественный отбор — подчеркивает совпадение констант, настраивающихся как для биологической жизни, так и для черных дыр. В этом контексте бросает вызов понятию «совпадение».
Научные альтернативы антропному принципу
Космический естественный отбор - Леонардом Зюскиндом критика этой идеи

[debate-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Смолин против Зюскинда: антропный принцип» Edge (18 августа 2004 г.)

[2] Джо Силк (1997) «Целостная космология», Science 277 : 644.

[3] Джон Полкингхорн и Николас Бил (2009) Вопросы истины . Вестминстер Джон Нокс: 106–111.

[4] Хессельс, Джейсон; Робертс, Мэллори; Рэнсом, Скотт; Пеннуччи, Тим; Деморест, Пол (27 октября 2010 г.). «Измерение задержки Шапиро нейтронной звезды с двумя массами Солнца». Природа . 467 (7319): 1081–1083. arXiv : 1010.5788 . дои : 10.1038/nature09466 . ПМИД 20981094 . S2CID 205222609 .

[nati_AreW-5] Финкель, Майкл (19 февраля 2014 г.). «Мы живем в черной дыре?» . Nationalgeographic.com . Архивировано из оригинала 4 октября 2019 года . Проверено 7 сентября 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]