Изменение фундаментальных констант сделало бы жидкости непригодными для клеток
Физик Костя Траченко, представляющий Лондонский университет королевы Марии, пришёл к выводу: небольшие сдвиги фундаментальных констант способны поменять свойства жидкостей и исключить возможность жизни клеток. Результаты опубликованы в Science Advances. Об этом пишет сайт Science XXI.
Фундаментальные величины определяют устройство Вселенной. Среди них масса и заряд электрона, а также постоянная Планка, которая важна для квантовой механики — науки о материи и энергии на малых масштабах. От этих значений зависит и то, как ведут себя атомы, и химические связи, и реакции в ядрах, за счёт которых звёзды создают нужные для жизни элементы.
Ещё в 2020 году Траченко вместе с коллегами выяснил: такие константы устанавливают нижнюю границу вязкости. Она показывает сопротивление жидкости течению. Вода перемещается легко, а мёд или гудрон — гораздо медленнее. В новой работе этот предел увязан с биологией, ведь клеткам требуется непрерывное движение молекул.
К нужным участкам клеток должны попадать питательные вещества, отходы — выводиться, а химические реакции — идти в жидкой среде. Не менее важна диффузия, то есть естественное распространение частиц. При слишком высокой вязкости эти процессы затормозятся, при чересчур низкой тоже нарушится управляемое перемещение веществ.
Траченко пояснил: то, как вода ведёт себя в чашке, связано с масштабной задачей определения констант. Внутриклеточные и межклеточные процессы невозможны без движения, а его свойства задаёт вязкость. Если константы поменяются, изменится и вязкость, что скажется на известной нам жизни. Если бы вода приобрела вязкость гудрона, жизнь в её современном виде не появилась бы или не смогла существовать. Не только вода: любые организмы, чья работа зависит от жидкости, пострадали бы.
По оценке учёного, допустимый диапазон может быть крайне узким. Кровь стала бы чересчур густой либо чересчур жидкой, если бы отдельные константы — постоянная Планка, заряд электрона — сдвинулись всего на несколько процентов. Это помешало бы нормальной работе организма. Эти выводы опираются на теоретические модели, а где проходят точные границы выносливости различных форм жизни, пока не ясно.
Работа подчёркивает: чтобы появилась жизнь, мало появления планет, звёзд и химических элементов. От этих величин зависят и реакции в ядрах, где образуются углерод и кислород. Однако они могут допускать образование тяжёлых ядер в мире, где жидкости окажутся чересчур вязкими для клеточных процессов.
Ещё одна статья — в The European Physical Journal E, январь 2025 года — посвящена крови. Несмотря на сложный состав крови и то, как взаимодействуют эритроциты, показатель вязкости близок к теоретической величине, которую связывают с константами. Причину видят в контактах соседних клеток, где возможны эффекты молекул и квантов. Мысль о том, что физические законы могут эволюционировать, пока не доказана.
