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宇宙論的自然選択は多産宇宙とも呼ばれ、リー・スモーリンが提唱した仮説で、人類原理の科学的代替案として意図されたものである。この仮説は、なぜ我々の宇宙が複雑性と生命を可能にする特定の特性を持っているのかを論じている。この仮説は、生物学的自然選択に類似したプロセスが最大規模で適用されることを示唆している。スモーリンは1992年にこの考えを初めて提唱し、1997年に出版された一般読者向けの書籍『宇宙の生命』でそれを要約した。
仮説
ブラックホールは自然淘汰において役割を果たしている。多産理論では、ブラックホールが崩壊すると「反対側 」に新しい宇宙が出現するが、その基本的な定数パラメータ（素粒子の質量、プランク定数、素電荷など）は、ブラックホールが崩壊した宇宙のものとわずかに異なる可能性がある。したがって、各宇宙はブラックホールの数と同じ数の新しい宇宙を生み出す。この理論には、宇宙の「再生」と「突然変異」という進化論的考えが含まれており、集団生物学のモデルと形式的に類似している。
あるいは、ブラックホールは、一部の物質のみを入れ替えることで、素クォーク宇宙の分布に影響を与える宇宙論的自然淘汰の役割を果たしている。結果として生じる宇宙の集団は、パラメータのランドスケープの分布として表すことができ、ランドスケープの高さは、そのパラメータを持つ宇宙が持つブラックホールの数に比例する。集団生物学における適応度ランドスケープの研究から借用した推論を適用すると、集団は、ランドスケープ内の局所的なピークまでブラックホールの生成を促すパラメータを持つ宇宙によって支配されていると結論付けることができる。これは、物理学におけるパラメータのランドスケープの概念の最初の使用であった。
後に同様の弦理論の展望を提唱したレナード・サスキンドは、次のように述べています。
スモーリンのアイデアがなぜそれほど注目されなかったのかは分かりません。実際、もっと注目されてしかるべきだったと思います。[1]
しかし、サスキンドは、スモーリンの理論は親宇宙から赤ちゃん宇宙へのブラックホールを通じた情報伝達に依存しているため、宇宙論的自然選択の理論としては結局意味をなさないとも主張した。[1]サスキンドと他の多くの物理学者によると、ブラックホール物理学の過去10年間で、ブラックホールに入った情報は失われないことがわかったという。[1]ブラックホールで情報が失われるという考えの最大の支持者であったスティーブン・ホーキングでさえ、後に立場を転換した。 [1]つまり、親宇宙から赤ちゃん宇宙へのブラックホールを通じた情報伝達は考えられないということである。[1 ]
スモーリンは、他の宇宙が観測可能でなければ、弦理論のランドスケープはポパーの反証可能性がないと指摘している。 [要出典]これは、スモーリンの議論に関するスモーリンとサスキンの論争 の主題である。「[人類原理は]反証可能な予測を生み出すことができず、したがって科学の一部にはなり得ない。」[1] その場合、2つの方法しかありません。異なる並行宇宙を接続する通過可能なワームホールと、ペリメーター研究所の科学者アントニー・ヴァレンティーニが説明する「シグナル非局所性」です。[要説明]
天体物理学者のジョー・シルクは『宇宙の生命』の批評において、我々の宇宙はブラックホール生成の最大条件から4桁ほど足りないと示唆した。[2]素粒子物理学者のジョン・ポーキンホーンは 著書『真実への問い』で、スモーリンの説のもう一つの難点を指摘している。それは、子孫の少ない短命の宇宙が、子孫の多い長命の宇宙を支配することになるため、進化のダイナミクスを機能させるために必要な、一貫した多元宇宙的時間を課すことはできない、というものである。 [3]スモリンは『宇宙の生命』とその後の科学論文 でこれらの批判に応えた。
スモーリンが1992年に理論を発表したとき、彼は理論の予測として、太陽の1.6倍を超える質量の中性子星は存在しないと提案した。[要出典] その後、この数字は、核天体物理学者による中性子星内部のより正確なモデル化を受けて、太陽の2倍の質量にまで引き上げられた。もしこれより質量の大きい中性子星が観測されたとしたら、それは、ストレンジクォークの質量を再調整してブラックホール生成の質量閾値を下げることができるため、宇宙の自然法則がブラックホールの最大生成向けに調整されていないことを示すことになるだろう。2010年には、1.97太陽質量のパルサーが発見された。[4] 2019年には、太陽質量が2.08 ±.07の中性子星PSR J0740+6620が発見された。
1992 年にスモーリンは、インフレーションが真実であるならば、単一のフィールドとパラメータによって制御される最も単純な形態に過ぎないとも予測しました。
この考えはニコデム・ポプラフスキーによってさらに研究された。[5]
参照
参考文献
- ^ abcdef 「スモーリン対サスキン：人類原理」エッジ（2004年8月18日）
- ^ ジョー・シルク（1997）「ホリスティック宇宙論」、サイエンス 277：644。
- ^ ジョン・ポーキンホーンとニコラス・ビール（2009）「真実の問い」ウェストミンスター・ジョン・ノックス：106-111。
- ^ Hessels, Jason; Roberts, Mallory; Ransom, Scott; Pennucci, Tim; Demorest, Paul (2010 年 10 月 27 日)。「太陽質量の 2 倍の中性子星の Shapiro 遅延測定」。Nature。467 ( 7319 ) : 1081–1083。arXiv : 1010.5788。doi : 10.1038 /nature09466。PMID 20981094。S2CID 205222609 。
- ^ Finkel, Michael (2014-02-19). 「私たちはブラックホールに住んでいるのか？」nationalgeographic.com。2019年10月4日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年9月7日閲覧。
外部リンク
- 宇宙論的自然選択 - 生物の生命とブラックホールの両方に調整されている定数の偶然の一致を強調します。この文脈における「偶然」という概念に異議を唱えます。
- 人類原理に対する科学的代替案
- 宇宙の自然選択 -この考えに対するレナード・サスキンドの批判