Cómo un vaso de agua puede desbloquear los secretos de nuestro universo

23 de agosto de 2023

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por Queen Mary, Universidad de Londres

Investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han hecho un descubrimiento que podría cambiar nuestra comprensión del universo. En su estudio publicado en Science Advances, revelan, por primera vez, que existe un rango en el que las constantes fundamentales pueden variar, permitiendo la viscosidad necesaria para que se produzcan procesos vitales dentro y entre las células vivas. Esta es una pieza importante del rompecabezas para determinar de dónde provienen estas constantes y cómo impactan la vida tal como la conocemos.

En 2020, el mismo equipo descubrió que la viscosidad de los líquidos está determinada por constantes físicas fundamentales, lo que establece un límite a la fluidez que puede tener un líquido. Ahora este resultado se lleva al ámbito de las ciencias de la vida.

Las constantes físicas fundamentales dan forma a la estructura del universo en el que vivimos. Las constantes físicas son cantidades con un valor que generalmente se cree que es de naturaleza universal y que permanece sin cambios con el tiempo (por ejemplo, la masa del electrón). Gobiernan las reacciones nucleares y pueden conducir a la formación de estructuras moleculares esenciales para la vida, pero se desconoce su origen. Esta investigación podría acercar a los científicos a determinar de dónde provienen estas constantes.

"Comprender cómo fluye el agua en una taza resulta estar estrechamente relacionado con el gran desafío de descubrir las constantes fundamentales. Los procesos vitales dentro y entre las células vivas requieren movimiento y es la viscosidad la que establece las propiedades de este movimiento. Si las constantes fundamentales cambian, La viscosidad cambiaría demasiado impactando la vida tal como la conocemos. Por ejemplo, si el agua fuera tan viscosa como el alquitrán, la vida no existiría en su forma actual o no existiría en absoluto. Esto se aplica más allá del agua, por lo que todas las formas de vida que usan el estado líquido para funcionar. se vería afectado."

"Cualquier cambio en las constantes fundamentales, incluido un aumento o una disminución, sería igualmente mala noticia para el flujo y para la vida basada en líquidos. Esperamos que la ventana sea bastante estrecha: por ejemplo, la viscosidad de nuestra sangre se volvería demasiado espesa o demasiado delgada para el cuerpo. funcionando con sólo un pequeño cambio porcentual de algunas constantes fundamentales como la constante de Planck o la carga del electrón", afirmó el profesor de Física Kostya Trachenko.

Sorprendentemente, se pensaba que las constantes fundamentales estaban sintonizadas hace miles de millones de años para producir núcleos pesados ​​en las estrellas y en aquel entonces la vida tal como la conocemos hoy no existía. No había necesidad de ajustar estas constantes en ese momento para permitir también la vida celular miles de millones de años después y, sin embargo, estas constantes resultan ser bioamigables para fluir dentro y entre las células vivas.

Una conjetura que lo acompaña es que pueden haber estado involucradas múltiples sintonías y esto sugiere una similitud con la evolución biológica donde los rasgos se adquirieron de forma independiente. A través de mecanismos evolutivos, las constantes fundamentales pueden ser el resultado de que la naturaleza llegue a estructuras físicas sostenibles. Queda por ver cómo los principios de la evolución pueden resultar útiles para comprender el origen de las constantes fundamentales.

Más información: Kostya Trachenko, Restricciones a las constantes físicas fundamentales derivadas de la viscosidad y la difusión biológicas, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adh9024. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh9024

Información de la revista:Avances científicos

Proporcionado por Queen Mary, Universidad de Londres.