Физические константы. Ученые выяснили, что именно во Вселенной может определять, возможно ли существование жизни

Об этом пишет издание ScienceDaily .

Результаты теоретического исследования, опубликованного в журнале Science Advances, указывают на еще одно возможное условие возникновения жизни: жидкости должны двигаться с такой скоростью, чтобы клетки могли нормально функционировать.

Фундаментальные физические константы — это постоянные величины, определяющие свойства материи и взаимодействие частиц. К ним относятся, в частности, масса и электрический заряд электрона, а также постоянная Планка, играющая важную роль в квантовой механике.

От этих величин зависят образование атомов, химические реакции и процессы внутри звезд. Ранее Траченко и его коллеги установили, что фундаментальные константы определяют нижний предел вязкости жидкостей — то есть их сопротивления течению.

Новое исследование развивает эту идею и связывает свойства жидкостей с возможностью существования живых организмов. Клеткам необходимо постоянно перемещать питательные вещества, выводить продукты обмена и обеспечивать протекание химических реакций. Важную роль в этом играет диффузия — естественное распространение частиц в жидкости.

Если жидкость станет слишком вязкой, необходимые вещества будут перемещаться медленнее. Однако и слишком низкая вязкость может нарушить процессы, для которых важно контролируемое движение жидкости.

По словам Траченко, даже изменение некоторых фундаментальных констант на несколько процентов — в частности, постоянной Планка или заряда электрона — теоретически может сделать вязкость крови слишком высокой или низкой для нормальной работы организма.

Важно, что эти выводы основаны на теоретических моделях, а не на экспериментах с изменением физических констант. Точные границы, в которых могли бы существовать различные формы жизни, пока не установлены.

Исследователь также обратил внимание на связь между физическими константами и образованием химических элементов в звёздах. Они влияют на ядерные реакции, благодаря которым возникают, в частности, углерод и кислород — важные составляющие живых организмов.

В то же время сам факт образования элементов, необходимых для жизни, еще не гарантирует, что жизнь сможет существовать. Теоретически Вселенная могла бы содержать звезды, планеты и нужные химические элементы, но жидкости в ней были бы слишком вязкими для нормальной работы клеток.

В январе 2025 года Траченко и его коллеги продолжили исследования и рассмотрели свойства более сложных биологических жидкостей, в частности крови. В работе, опубликованной в The European Physical Journal E, они обнаружили, что её вязкость остаётся удивительно близкой к теоретическому значению, связанному с фундаментальными физическими константами.

В отличие от воды, кровь содержит плазму, эритроциты, тромбоциты и другие компоненты, взаимодействующие друг с другом. Например, эритроциты могут образовывать скопления, увеличивающие сопротивление потоку, а при возрастании скорости движения крови эти скопления способны распадаться. Ученые предполагают, что взаимодействие между близко расположенными клетками помогает объяснить выявленную связь.

Исследование затрагивает более широкий вопрос: почему физические константы имеют именно такие значения, при которых возможны как формирование сложных химических элементов, так и биологические процессы? Траченко предполагает, что для этого могут потребоваться различные механизмы тонкой настройки законов природы. Однако идея о возможном эволюционном принципе, объясняющем возникновение таких сочетаний физических свойств, остается гипотезой. Причины, по которым фундаментальные константы имеют наблюдаемые значения, до сих пор неизвестны.