Как чашка воды может раскрыть тайны нашей Вселенной

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые из Лондонского университета королевы Марии сделали открытие, которое ставит под сомнение наши представления о Вселенной. Они обнаружили, что фундаментальные константы, такие как вязкость жидкостей, могут изменяться в определенном диапазоне, что потенциально может повлиять на существование жизни внутри и между живыми клетками. Это открытие проливает свет на происхождение этих констант и их роль в формировании жизни, какой мы ее знаем.

Фундаментальные физические константы - это величины, которые считаются универсальными и остаются неизменными с течением времени. Они играют важнейшую роль в формировании структуры нашей Вселенной, регулируют ядерные реакции и влияют на формирование молекулярных структур, необходимых для жизни. Однако их происхождение до сих пор остается загадкой. Недавнее исследование еще на один шаг приблизило ученых к разгадке тайны происхождения этих констант.

Связь между вязкостью и процессами жизнедеятельности

Вязкость жидкостей, в том числе воды, определяется фундаментальными физическими константами. В 2020 г. та же исследовательская группа обнаружила, что существует предел текучести жидкости, основанный на этих константах. Теперь они распространили это понимание на сферу наук о жизни. Вязкость жидкостей имеет решающее значение для процессов жизнедеятельности внутри и между живыми клетками. Если фундаментальные константы изменятся, то изменится и вязкость, что может сделать невозможной жизнь в том виде, в котором мы ее знаем.

Профессор Костя Траченко, физик, участвовавший в исследовании, поясняет: "Жизненные процессы внутри и между живыми клетками требуют движения, и именно вязкость задает свойства этого движения. Если фундаментальные константы изменятся, то изменится и вязкость, что повлияет на жизнь в том виде, в котором мы ее знаем. Например, если бы вода была такой же вязкой, как смола, жизнь не могла бы существовать в ее нынешнем виде или вообще. Это касается не только воды, но и всех форм жизни, использующих жидкое состояние для своего функционирования".

Узкое окно для фундаментальных констант

Любое изменение фундаментальных констант, будь то увеличение или уменьшение, будет иметь пагубные последствия для течения и жизни в жидком состоянии. Исследователи предполагают, что "окно" для этих констант будет весьма узким. Даже изменение на несколько процентов таких констант, как постоянная Планка или заряд электрона, может сделать вязкость крови слишком густой или слишком тонкой для нормального функционирования организма.

Удивительная биологическая чистота фундаментальных констант

Интересно, что ранее считалось, что фундаментальные константы были точно настроены миллиарды лет назад для создания тяжелых ядер в звездах. В то время жизнь в том виде, в котором мы ее знаем, еще не существовала, и не было очевидной необходимости в том, чтобы эти константы обеспечивали возможность клеточной жизни и спустя миллиарды лет. Однако оказалось, что эти константы являются биологически чистыми и позволяют осуществлять обмен внутри и между живыми клетками.

Роль эволюции в формировании фундаментальных констант

Интригующая догадка, связанная с этим открытием, состоит в том, что в происхождении фундаментальных констант могло участвовать множество настроек. Это наводит на мысль о сходстве с биологической эволюцией, когда признаки приобретались независимо друг от друга. Возможно, с помощью эволюционных механизмов природа пришла к устойчивым физическим структурам, включая фундаментальные константы. Изучение принципов эволюции может дать ценные сведения для понимания происхождения этих констант.

Это новаторское исследование, проведенное в Лондонском университете королевы Марии, открывает новые возможности для изучения тайн Вселенной и нашего места в ней. Выясняя изменчивость фундаментальных констант и их влияние на жизненные процессы, ученые делают значительные шаги к разгадке истоков нашего существования.