Физические константы. Ученые выяснили, что именно во Вселенной может определять, возможно ли существование жизни
Физик Костя Траченко из Лондонского университета королевы Марии выяснил, что даже небольшие изменения фундаментальных физических констант могут нарушить движение жидкостей и сделать жизнь невозможной.
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.
- Космическая блокада. Ученые выяснили, почему Вселенная избегает разрушительного перехода в новое состояние
- Космическая жидкость. Ученые впервые воспроизвели вихревые следы кварков в плазме ранней Вселенной
- Вспышка из молодой Вселенной. Джеймс Уэбб обнаружил карликовую галактику, испустившую рекордный радиосигнал
