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Selección natural cosmológica

La selección natural cosmológica , también llamada los universos fecundos , es una hipótesis propuesta por Lee Smolin que pretende ser una alternativa científica al principio antrópico . Aborda por qué nuestro universo tiene las propiedades particulares que permiten la complejidad y la vida. La hipótesis sugiere que un proceso análogo a la selección natural biológica se aplica a la más grande de las escalas. Smolin propuso la idea por primera vez en 1992 y la resumió en un libro dirigido a un público no especializado llamado La vida del cosmos , publicado en 1997.

Hipótesis

Los agujeros negros desempeñan un papel en la selección natural. En la teoría de la fecundidad, el colapso de un agujero negro [ es necesaria una aclaración ] provoca la aparición de un nuevo universo en el "otro lado", cuyos parámetros constantes fundamentales (masas de partículas elementales, constante de Planck , carga elemental , etc.) pueden diferir ligeramente de los del universo en el que colapsó el agujero negro. De este modo, cada universo da lugar a tantos universos nuevos como agujeros negros tenga. La teoría contiene las ideas evolutivas de "reproducción" y "mutación" de universos, y por tanto es formalmente análoga a los modelos de biología de poblaciones .

Alternativamente, los agujeros negros desempeñan un papel en la selección natural cosmológica al reorganizar solo una parte de la materia que afecta la distribución de los universos de quarks elementales. La población de universos resultante puede representarse como una distribución de un paisaje de parámetros donde la altura del paisaje es proporcional a la cantidad de agujeros negros que tendrá un universo con esos parámetros. Aplicando un razonamiento tomado del estudio de los paisajes de aptitud en biología de poblaciones, se puede concluir que la población está dominada por universos cuyos parámetros impulsan la producción de agujeros negros hasta un pico local en el paisaje. Este fue el primer uso de la noción de un paisaje de parámetros en física.

Leonard Susskind , quien más tarde promovió un panorama de teoría de cuerdas similar , afirmó:

No estoy seguro de por qué la idea de Smolin no atrajo mucha atención. En realidad, creo que merecía mucho más de lo que recibió. [1]

Sin embargo, Susskind también argumentó que, dado que la teoría de Smolin se basa en la transferencia de información desde el universo padre al universo bebé a través de un agujero negro, en última instancia no tiene sentido como teoría de selección natural cosmológica. [1] Según Susskind y muchos otros físicos, la última década de la física de los agujeros negros nos ha demostrado que ninguna información que entra en un agujero negro puede perderse. [1] Incluso Stephen Hawking , quien fue el mayor defensor de la idea de que la información se pierde en un agujero negro, luego revirtió su posición. [1] La implicación es que la transferencia de información desde el universo padre al universo bebé a través de un agujero negro no es concebible. [1]

Smolin ha señalado que el panorama de la teoría de cuerdas no es refutable a la manera de Popper si no se pueden observar otros universos. [ cita requerida ] Este es el tema del debate Smolin-Susskind en relación con el argumento de Smolin: "[El] Principio Antrópico no puede producir ninguna predicción refutable y, por lo tanto, no puede ser parte de la ciencia". [1] Por lo tanto, solo hay dos salidas: agujeros de gusano atravesables que conecten los diferentes universos paralelos y la "no localidad de la señal", como lo describe Antony Valentini , un científico del Perimeter Institute. [ aclaración necesaria ]

En una revisión crítica de La vida del cosmos , el astrofísico Joe Silk sugirió que nuestro universo dista unos cuatro órdenes de magnitud de ser máximo para la producción de agujeros negros . [2] En su libro Questions of Truth , el físico de partículas John Polkinghorne plantea otra dificultad con la tesis de Smolin: no se puede imponer el tiempo multiversal consistente requerido para que funcione la dinámica evolutiva, ya que los universos de corta duración con pocos descendientes dominarían entonces a los universos de larga duración con muchos descendientes. [3] Smolin respondió a estas críticas en La vida del cosmos y artículos científicos posteriores.

Cuando Smolin publicó la teoría en 1992, propuso como predicción de su teoría que no debería existir ninguna estrella de neutrones con una masa de más de 1,6 veces la masa del Sol. [ cita requerida ] Más tarde, esta cifra se elevó a dos masas solares tras un modelado más preciso de los interiores de las estrellas de neutrones por parte de los astrofísicos nucleares. Si alguna vez se observara una estrella de neutrones más masiva, demostraría que las leyes naturales de nuestro universo no estaban ajustadas para la producción máxima de agujeros negros, porque la masa del quark extraño podría reajustarse para reducir el umbral de masa para la producción de un agujero negro. En 2010 se descubrió un púlsar de 1,97 masas solares. [4] En 2019, se descubrió la estrella de neutrones PSR J0740+6620 con una masa solar de 2,08 ± 0,07.

En 1992, Smolin también predijo que la inflación, si es cierta, sólo debe darse en su forma más simple, gobernada por un único campo y parámetro.

Esta idea fue estudiada más a fondo por Nikodem Poplawski . [5]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcdef "Smolin vs. Susskind: El principio antrópico" Edge (18 de agosto de 2004)
  2. ^ Joe Silk (1997) "Cosmología holística", Science 277 : 644.
  3. ^ John Polkinghorne y Nicholas Beale (2009) Cuestiones de verdad . Westminster John Knox: 106-111.
  4. ^ Hessels, Jason; Roberts, Mallory; Ransom, Scott; Pennucci, Tim; Demorest, Paul (27 de octubre de 2010). "Medición del retardo de Shapiro de una estrella de neutrones de dos masas solares". Nature . 467 (7319): 1081–1083. arXiv : 1010.5788 . doi :10.1038/nature09466. PMID  20981094. S2CID  205222609.
  5. ^ Finkel, Michael (19 de febrero de 2014). «¿Estamos viviendo en un agujero negro?». nationalgeographic.com . Archivado desde el original el 4 de octubre de 2019. Consultado el 7 de septiembre de 2020 .

Enlaces externos