Космологический естественный отбор, также называемый плодородными вселенными , - это гипотеза, предложенная Ли Смолином и задуманная как научная альтернатива антропному принципу . Он решает проблему сложности нашей Вселенной , которая в значительной степени необъяснима. Гипотеза предполагает, что процесс, аналогичный биологическому естественному отбору, применим в самых больших масштабах. Смолин опубликовал эту идею в 1992 году и резюмировал ее в книге, предназначенной для непрофессиональной аудитории, под названием «Жизнь космоса» .
Гипотеза
Черные дыры играют важную роль в естественном отборе. В плодотворной теории коллапсирующая [ необходимо пояснение ] черная дыра вызывает появление новой Вселенной на «другой стороне», фундаментальные постоянные параметры которой (массы элементарных частиц, постоянная Планка , элементарный заряд и т. Д.) Могут незначительно отличаться от тех, что Вселенной, где коллапсировала черная дыра. Таким образом, каждая вселенная порождает столько же новых вселенных, сколько черных дыр. Теория содержит эволюционные идеи «воспроизводства» и «мутации» вселенных и поэтому формально аналогична моделям популяционной биологии .
С другой стороны, черные дыры играют роль в космологическом естественном отборе, перетасовывая только часть материи, влияя на распределение элементарных кварковых вселенных. Результирующая совокупность 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 среди населения преобладают вселенные, параметры которых приводят к образованию черных дыр до локального пика ландшафта. Это было первое использование понятия ландшафта параметров в физике.
Леонард Сасскинд , который позже продвигал аналогичный ландшафт теории струн , заявил:
Не знаю, почему идея Смолина не привлекла особого внимания. Я вообще-то думаю, что он заслужил гораздо большего, чем получил. [1]
Однако Сасскинд также утверждал, что, поскольку теория Смолина полагается на передачу информации от родительской вселенной к младенческой вселенной через черную дыру, в конечном итоге она не имеет смысла в качестве теории космологического естественного отбора. [1] Согласно Сасскинду и многим другим физикам, последнее десятилетие физики черных дыр показало нам, что никакая информация, попадающая в черную дыру, не может быть потеряна. [1] Даже Стивен Хокинг , который был самым большим сторонником идеи о том, что информация теряется в черной дыре, позже изменил свою позицию. [1] Подразумевается, что передача информации из родительской вселенной в детскую вселенную через черную дыру невозможна. [1]
Смолин отметил, что ландшафт теории струн нельзя опровергнуть Поппером, если другие вселенные не наблюдаются. [ необходимая цитата ] Это предмет дебатов Смолина-Сасскинда относительно аргумента Смолина: «[] Антропный принцип не может давать никаких опровержимых предсказаний и, следовательно, не может быть частью науки». [1] Тогда есть только два выхода: проходимые червоточины, соединяющие разные параллельные вселенные, и «нелокальность сигналов», как описывает Энтони Валентини , ученый из Института периметра. [ требуется разъяснение ]
В критическом обзоре «Жизни Космоса» астрофизик Джо Силк предположил, что наша Вселенная отстает примерно на четыре порядка от максимальной для образования черных дыр . [2] В своей книге « Вопросы истины» физик элементарных частиц Джон Полкингхорн выдвигает еще одну трудность в связи с тезисом Смолина: нельзя навязать согласованное мультивселенное время, необходимое для работы эволюционной динамики, поскольку короткоживущие вселенные с немногими потомками будут доминировать над долгоживущими. жили вселенные со многими потомками. [3] Смолин ответил на эту критику в « Жизни космоса» и более поздних научных статьях.
Когда Смолин опубликовал теорию в 1992 году, он предложил в качестве предсказания своей теории, что не должно существовать нейтронной звезды с массой более чем в 1,6 раза больше массы Солнца. [ необходима цитата ] 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 законы природы нашей Вселенной не настроены на максимальное образование черных дыр, потому что массу странного кварка можно было бы перенастроить, чтобы снизить порог массы для образования черной дыры. В 2010 году был открыт пульсар с массой 1,97 солнечной массы [4].
В 1992 году Смолин также предсказал, что инфляция, если это правда, должна быть только в ее простейшей форме, управляемой одним полем и параметром. Оба предсказания подтвердились, и они демонстрируют главный тезис Смолина: теория космологического естественного отбора опровергнута Поппером .
Эта идея была далее изучена Никодемом Поплавским . [5]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c d e f "Смолин против Сасскинда: Антропный принцип" Эдж (18 августа 2004 г.)
- ↑ Джо Силк (1997) «Холистическая 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 массой две Солнца". Природа . 467 (7319): 1081–1083. arXiv : 1010,5788 . DOI : 10,1038 / природа09466 . PMID 20981094 . S2CID 205222609 .
- ^ Финкель, Майкл (19 февраля 2014 г.). "Мы живем в черной дыре?" . nationalgeographic.com . Проверено 7 сентября 2020 .
Внешние ссылки
- Космологический естественный отбор - подчеркивает совпадение констант, настроенных для биологической жизни, а также для черных дыр. Подвергает сомнению понятие «совпадения» в этом контексте.
- Научные альтернативы антропному принципу
- Космический естественный отбор - критика этой идеи Леонардом Сасскиндом