23 آگوست 2023 توسط کوئین مری، دانشگاه لندن
تصویر نشان می‌دهد که چگونه ثابت‌های بنیادی طبیعت، حد پایین‌تر اساسی را برای ویسکوزیته مایع تعیین می‌کنند. اعتبارthehackneycollective.com
محققان دانشگاه کوئین مری لندن به کشفی دست یافته اند که می تواند درک ما از جهان را تغییر دهد. در مطالعه خود که در Science Advances منتشر شد، آنها برای اولین بار نشان دادند که محدوده‌ای وجود دارد که در آن ثابت‌های اساسی می‌توانند تغییر کنند و اجازه می‌دهند ویسکوزیته لازم برای فرآیندهای حیات در داخل و بین سلول‌های زنده رخ دهد. این یک قطعه مهم از پازل در تعیین این است که این ثابت ها از کجا می آیند و چگونه بر زندگی همانطور که می دانیم تأثیر می گذارند.
در سال 2020، همین تیم دریافت که ویسکوزیته مایعات با ثابت های فیزیکی اساسی تعیین می شود و محدودیتی برای میزان روان بودن یک مایع تعیین می کند. اکنون این نتیجه وارد حوزه علوم زیستی شده است.
ثابت‌های فیزیکی بنیادی تار و پود جهانی را که ما در آن زندگی می‌کنیم شکل می‌دهند. آنها واکنش های هسته ای را کنترل می کنند و می توانند منجر به تشکیل ساختارهای مولکولی ضروری برای زندگی شوند، اما منشا آنها ناشناخته است. این تحقیق ممکن است دانشمندان را یک قدم به تعیین اینکه این ثابت ها از کجا آمده اند نزدیک تر کند.
فهمیدن اینکه چگونه آب در یک فنجان جریان می‌یابد، ارتباط نزدیکی با چالش بزرگ برای کشف ثابت‌های بنیادی دارد. فرآیندهای حیات در داخل و بین سلول‌های زنده نیاز به حرکت دارند و این ویسکوزیته است که ویژگی‌های این حرکت را تعیین می‌کند. اگر ثابت‌های اساسی تغییر کنند، ویسکوزیته آنطور که ما می دانیم بسیار تأثیرگذار بر زندگی تغییر می کند. برای مثال، اگر آب به اندازه قطران چسبناک بود، حیات به شکل فعلی وجود نداشت یا اصلا وجود نداشت. این امر فراتر از آب صدق می کند، بنابراین همه اشکال حیات از حالت مایع برای عملکرد استفاده می کنند. تحت تأثیر قرار خواهد گرفت.»
“هر گونه تغییر در ثابت های اساسی از جمله افزایش یا کاهش می تواند به همان اندازه خبر بدی برای جریان و زندگی مبتنی بر مایع باشد. ما انتظار داریم که پنجره کاملاً باریک باشد: به عنوان مثال، ویسکوزیته خون ما برای بدن خیلی غلیظ یا خیلی ضعیف می شود. پروفسور فیزیک کوستیا تراچنکو گفت که تنها با چند درصد تغییر در برخی از ثابت های اساسی مانند ثابت پلانک یا بار الکترونی کار می کند.
با کمال تعجب، تصور می‌شد که ثابت‌های بنیادی میلیاردها سال پیش تنظیم شده‌اند تا هسته‌های سنگینی در ستارگان تولید کنند و در آن زمان حیاتی که امروز می‌شناسیم وجود نداشت. در آن نقطه نیازی به تنظیم دقیق این ثابت‌ها وجود نداشت تا بتواند زندگی سلولی را میلیاردها سال بعد نیز فعال کند، و با این حال معلوم شد که این ثابت‌ها برای جریان یافتن در داخل و بین سلول‌های زنده سازگار با محیط زیست هستند.
یک حدس همراه این است که ممکن است تنظیم‌های متعددی دخیل بوده باشد و این شباهت به تکامل بیولوژیکی را نشان می‌دهد که در آن صفات به طور مستقل به دست آمده‌اند. از طریق مکانیسم های تکاملی، ثابت های اساسی ممکن است نتیجه رسیدن طبیعت به ساختارهای فیزیکی پایدار باشند. باید دید که چگونه اصول تکامل می تواند برای درک منشاء ثابت های اساسی مفید باشد.
