La selección natural cosmológica , también llamada universos fecundos , es una hipótesis propuesta por Lee Smolin que pretende ser una alternativa científica al principio antrópico . Aborda por qué nuestro universo tiene propiedades particulares que permiten la complejidad y la vida. La hipótesis sugiere que un proceso análogo a la selección natural biológica se aplica en las escalas más amplias. Smolin propuso por primera vez la idea en 1992 y la resumió en un libro dirigido a un público no especializado llamado La vida del cosmos , publicado en 1997.
Los agujeros negros tienen un papel en la selección natural. En la teoría fecunda, un agujero negro en colapso [ se necesita aclaración ] causa el surgimiento 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 donde colapsó el agujero negro. De este modo, cada universo da lugar a tantos universos nuevos como agujeros negros tiene. La teoría contiene las ideas evolutivas de "reproducción" y "mutación" de universos, por lo que es formalmente análoga a los modelos de biología de poblaciones .
Alternativamente, los agujeros negros desempeñan un papel en la selección natural cosmológica al reorganizar sólo parte de la materia que afecta la distribución de los universos de quarks elementales. La población de universos resultante se puede representar como una distribución de un paisaje de parámetros donde la altura del paisaje es proporcional al número de agujeros negros que tendrá un universo con esos parámetros. Aplicando un razonamiento tomado del estudio de los paisajes de aptitud física 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 paisaje de parámetros en física.
Leonard Susskind , quien más tarde promovió un panorama similar de la teoría de cuerdas , afirmó:
No estoy seguro de por qué la idea de Smolin no atrajo mucha atención. De hecho, 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 la 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 cambió 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 falsable según Popper si otros universos no son observables. [ cita necesaria ] Este es el tema del debate Smolin-Susskind sobre el argumento de Smolin: "[El] Principio Antrópico no puede producir ninguna predicción falsificable y, por lo tanto, no puede ser parte de la ciencia". [1] Entonces sólo hay dos salidas: agujeros de gusano transitables que conectan los diferentes universos paralelos, y la "no localidad de señales", como la describe Antony Valentini , científico del Instituto Perimeter. [ se necesita aclaración ]
En una reseña crítica de La vida del Cosmos , el astrofísico Joe Silk sugirió que nuestro universo se queda corto en aproximadamente cuatro órdenes de magnitud para alcanzar el máximo para la producción de agujeros negros . [2] En su libro Preguntas sobre la verdad , 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 la dinámica evolutiva funcione, ya que los universos de corta duración con pocos descendientes dominarían entonces los universos de larga duración. vivieron universos con muchos descendientes. [3] Smolin respondió a estas críticas en Life of the Cosmos y en 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 superior a 1,6 veces la masa del sol. [ cita necesaria ] Más tarde, esta cifra se elevó a dos masas solares luego de un modelado más preciso de los interiores de las estrellas de neutrones realizado por astrofísicos nucleares. Si alguna vez se observara una estrella de neutrones más masiva, mostraría que las leyes naturales de nuestro universo no estaban sintonizadas para la producción máxima de agujeros negros, porque la masa del extraño quark 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, de ser cierta, sólo debería estar en su forma más simple, gobernada por un único campo y parámetro.
Esta idea fue estudiada más a fondo por Nikodem Poplawski . [5]