Gli scienziati hanno fatto una scoperta che potrebbe cambiare la nostra comprensione dell'Universo

Jul 29, 2023

Di Queen Mary University of London30 agosto 2023

Gli scienziati hanno rivelato che le costanti fondamentali, precedentemente ritenute immutabili, hanno un intervallo in cui possono variare. Questa variabilità è fondamentale per mantenere la viscosità necessaria per i processi vitali all'interno delle cellule.

Researchers from Queen Mary University of London have made a discovery that could change our understanding of the universe. In their study published on August 23 in the journal Science Advances<em>Science Advances</em> is a peer-reviewed, open-access scientific journal that is published by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). It was launched in 2015 and covers a wide range of topics in the natural sciences, including biology, chemistry, earth and environmental sciences, materials science, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Science Advances, rivelano, per la prima volta, che esiste un intervallo in cui le costanti fondamentali possono variare, consentendo la viscosità necessaria affinché i processi vitali si verifichino all’interno e tra le cellule viventi. Questo è un pezzo importante del puzzle per determinare da dove provengono queste costanti e come influenzano la vita come la conosciamo.

Nel 2020, lo stesso team ha scoperto che la viscosità dei liquidi è determinata da costanti fisiche fondamentali, stabilendo un limite alla fluidità di un liquido. Ora questo risultato viene portato nel regno delle scienze della vita.

Le costanti fisiche fondamentali modellano la struttura dell'universo in cui viviamo. Le costanti fisiche sono quantità con un valore che generalmente si ritiene sia di natura universale e che rimanga invariato nel tempo, ad esempio la massa dell'elettrone. Governano le reazioni nucleari e possono portare alla formazione di strutture molecolari essenziali per la vita, ma la loro origine è sconosciuta. Questa ricerca potrebbe avvicinare gli scienziati alla determinazione dell’origine di queste costanti.

L'immagine mostra come le costanti fondamentali della natura stabiliscano il limite inferiore fondamentale per la viscosità del liquido. Credito: thehackneycollective.com

“Capire come scorre l’acqua in una tazza risulta essere strettamente correlato alla grande sfida di individuare le costanti fondamentali. I processi vitali all'interno e tra le cellule viventi richiedono movimento ed è la viscosità che determina le proprietà di questo movimento. Se le costanti fondamentali cambiassero, la viscosità cambierebbe in modo eccessivo, influenzando troppo la vita come la conosciamo. Ad esempio, se l’acqua fosse viscosa come il catrame, la vita non esisterebbe nella sua forma attuale o non esisterebbe affatto. Ciò vale anche oltre l’acqua, quindi tutte le forme di vita che utilizzano lo stato liquido per funzionare sarebbero influenzate”.

“Qualsiasi cambiamento nelle costanti fondamentali, incluso un aumento o una diminuzione, sarebbe una notizia altrettanto negativa per il flusso e per la vita basata sui liquidi. Ci aspettiamo che la finestra sia piuttosto stretta: ad esempio, la viscosità del nostro sangue diventerebbe troppo densa o troppo sottile per il funzionamento del corpo con una variazione solo di una piccola percentuale di alcune costanti fondamentali come la costante di Planck o la carica dell’elettrone”. Ha detto il professore di fisica Kostya Trachenko.

Sorprendentemente, si pensava che le costanti fondamentali fossero sintonizzate miliardi di anni fa per produrre nuclei pesanti nelle stelle, e allora la vita come la conosciamo oggi non esisteva. Non c’era bisogno che queste costanti venissero messe a punto a quel punto per consentire anche la vita cellulare miliardi di anni dopo, eppure queste costanti si rivelano biocompatibili per fluire dentro e tra le cellule viventi.

Un'ipotesi di accompagnamento è che potrebbero essere state coinvolte più accordature e questo suggerisce quindi una somiglianza con l'evoluzione biologica in cui i tratti sono stati acquisiti in modo indipendente. Attraverso meccanismi evolutivi, le costanti fondamentali possono essere il risultato del fatto che la natura arriva a strutture fisiche sostenibili. Resta da vedere come i principi dell'evoluzione possano essere utili per comprendere l'origine delle costanti fondamentali.

Riferimento: "Vincoli sulle costanti fisiche fondamentali dalla viscosità e diffusione bio-friendly" di Kostya Trachenko, 23 agosto 2023, Science Advances.DOI: 10.1126/sciadv.adh9024