Дослідники з Лондонського університету королеви Мері зробили відкриття, яке може змінити наше розуміння Всесвіту. У своєму дослідженні, опублікованому 23 серпня в журналі Science Advances, вони вперше показали, що існує діапазон, в якому фундаментальні константи можуть змінюватися, що дозволяє забезпечити в’язкість, необхідну для життєвих процесів, що відбуваються всередині та між живими клітинами. Це важлива частина головоломки у визначенні того, звідки беруться ці константи та як вони впливають на життя, яким ми його знаємо.
Попередні висновки та нові ідеї
У 2020 році та ж команда виявила, що в’язкість рідин визначається фундаментальними фізичними константами, які встановлюють обмеження на те, наскільки рідкою може бути рідина. Тепер цей результат переходить у сферу наук про життя.
Фундаментальні фізичні константи формують структуру Всесвіту, в якому ми живемо. Фізичні константи – це величини, значення яких, як правило, вважаються універсальними за своєю природою та залишаються незмінними з часом – наприклад, маса електрона. Вони керують ядерними реакціями та можуть призвести до утворення молекулярних структур, необхідних для життя, але їх походження невідоме. Це дослідження може наблизити вчених на один крок до визначення походження цих констант.
На зображенні показано, як фундаментальні константи природи встановлюють фундаментальну нижню межу в’язкості рідини. Авторство: thehackneycollective.com
Роль в’язкості та констант у житті
«Розуміння того, як вода тече в чашці, виявляється, тісно пов’язане з грандіозним завданням визначити фундаментальні константи. Життєві процеси в живих клітинах і між ними вимагають руху, і саме в’язкість визначає властивості цього руху. Якщо зміняться фундаментальні константи, зміниться в’язкість, що також вплине на життя, яке ми знаємо. Наприклад, якби вода була такою ж в’язкою, як смола, життя не існувало б у своєму нинішньому вигляді або не існувало б взагалі. Це стосується не тільки води, тому всі форми життя, які використовують для функціонування рідкий стан, постраждають».
«Будь-яка зміна фундаментальних констант, включаючи збільшення або зменшення, буде однаково поганою новиною для потоку та життя на основі рідини. Ми очікуємо, що вікно буде досить вузьким: наприклад, в’язкість нашої крові стане занадто густою або занадто рідкою для функціонування організму лише за кілька відсотків зміни деяких фундаментальних констант, таких як стала Планка або заряд електрона». Про це розповів професор фізики Костя Траченко.
Історична перспектива та еволюційна гіпотеза
Дивно, але вважалося, що фундаментальні константи були налаштовані мільярди років тому, щоб утворювати важкі ядра в зірках, і тоді життя, яке ми знаємо сьогодні, не існувало. На той момент не було потреби в тонкому налаштуванні цих констант, щоб також увімкнути клітинне життя через мільярди років, і все ж ці константи виявилися біологічно сприятливими для потоку в живі клітини та між ними.
Супутнє припущення полягає в тому, що, можливо, було залучено кілька налаштувань, і це вказує на подібність до біологічної еволюції, де ознаки були придбані незалежно. Через еволюційні механізми фундаментальні константи можуть бути результатом того, що природа досягла стійких фізичних структур. Залишається побачити, як принципи еволюції можуть бути корисними для розуміння походження фундаментальних констант. Джерело