Tech / Nauka
Tomasz Wiśniewski
Redaktor technologiczny. Interesuje się sztuczną inteligencją, startupami i nowymi mediami, a także odkryciami naukowymi. Wielbiciel science fiction i gier planszowych.
Wyobraźmy sobie wszechświat, w którym gwiazdy wciąż świecą, planety nadal powstają, a woda istnieje, ale ciecze są tak lepkie, że żywe komórki z trudem mogą funkcjonować. Nawet przy wszystkich chemicznych składnikach życia panujące w nim warunki mogłyby uniemożliwić istnienie organizmów.
Naukowcy odkryli niezwykły związek między fundamentalnymi prawami fizyki a zdolnością życia do istnienia. Autorem pracy opublikowanej w czasopiśmie Science Advances jest fizyk Kostya Trachenko z Queen Mary University of London. Przeprowadzona przez niego analiza teoretyczna wskazała dodatkowe ograniczenie dla wartości fundamentalnych stałych fizycznych: muszą one pozwalać cieczom poruszać się w sposób podtrzymujący życie wewnątrz komórek i między nimi.
Fundamentalne stałe fizyczne to liczby, które rządzą działaniem wszechświata. Wśród nich są między innymi masa i ładunek elektryczny elektronu oraz stała Plancka, odgrywająca kluczową rolę w mechanice kwantowej, czyli dziedzinie fizyki opisującej materię i energię w niezwykle małych skalach. Powszechnie uważa się je za uniwersalne i niezmienne w czasie. Ich wartości wpływają na wszystko: od zachowania atomów i wiązań chemicznych po reakcje jądrowe, które zasilają gwiazdy i produkują pierwiastki niezbędne dla życia.
Mimo ich znaczenia naukowcy wciąż nie wiedzą, dlaczego mają one właśnie takie wartości, jakie obserwujemy.
Ważny trop pojawił się w 2020 roku, kiedy Trachenko i jego współpracownicy wykazali, że fundamentalne stałe fizyczne wyznaczają dolną granicę lepkości cieczy. Lepkość opisuje, jak silnie płyn opiera się przepływowi. Woda ma stosunkowo niską lepkość i łatwo się przelewa, natomiast miód i smoła są znacznie bardziej lepkie i poruszają się powoli. Badacze pokazali wtedy, że swoboda przepływu płynu ma fundamentalną granicę, związaną ostatecznie z podstawowymi stałymi przyrody.
Badanie z 2023 roku poszło znacznie dalej, analizując konsekwencje tego odkrycia dla biologii. Wyniki wskazują, że nawet stosunkowo niewielkie zmiany niektórych stałych mogłyby dramatycznie zmienić sposób przepływu cieczy, a w efekcie uniemożliwić kluczowe procesy biologiczne.
Praca rodzi głębokie pytanie o wszechświat: dlaczego fundamentalne prawa natury mają wartości tak dobrze dopasowane do istnienia życia? Wskazane przez Trachenko ograniczenie to kolejny element układanki. Wartości stałych muszą sprzyjać nie tylko chemii życia, ale też sposobowi, w jaki poruszają się ciecze. Wszechświat, w którym ciecze stałyby się zbyt lepkie, mógłby wciąż mieć gwiazdy i planety, ale życie nie miałoby w nim szans.