Cómo una taza de agua puede desvelar los secretos de nuestro universo.

23 de agosto de 2023

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por Queen Mary, Universidad de Londres

Investigadores de Queen Mary, Universidad de Londres, han realizado un descubrimiento que podría cambiar nuestra comprensión del universo. En su estudio publicado en Science Advances, revelan, por primera vez, que existe un rango en el cual las constantes fundamentales pueden variar, permitiendo la viscosidad necesaria para que ocurran procesos vitales dentro y entre las células vivas. Esta es una pieza importante del rompecabezas para determinar de dónde provienen estas constantes y cómo afectan la vida tal como la conocemos.

En 2020, el mismo equipo descubrió que la viscosidad de los líquidos está determinada por constantes físicas fundamentales, estableciendo un límite para la fluidez de un líquido. Ahora este resultado se aplica al ámbito de las ciencias de la vida.

Las constantes físicas fundamentales dan forma a la estructura del universo en el que vivimos. Las constantes físicas son cantidades con un valor que generalmente se cree que es universal en la naturaleza y que permanece inalterado con el tiempo, por ejemplo, la masa del electrón. Rigen las reacciones nucleares y pueden conducir a la formación de estructuras moleculares esenciales para la vida, pero se desconoce su origen. Esta investigación podría acercar a los científicos un paso más para determinar de dónde provienen estas constantes.

'Comprender cómo fluye el agua en una taza resulta estar estrechamente relacionado con el gran desafío de descubrir las constantes fundamentales. Los procesos vitales dentro y entre las células vivas requieren movimiento y es la viscosidad la que determina las propiedades de este movimiento. Si las constantes fundamentales cambian, la viscosidad también cambiaría, lo que afectaría la vida tal como la conocemos. Por ejemplo, si el agua fuera tan viscosa como el alquitrán, la vida no existiría en su forma actual o simplemente no existiría. Esto se aplica más allá del agua, por lo que todas las formas de vida que utilizan el estado líquido para funcionar se verían afectadas'.

'Cualquier cambio en las constantes fundamentales, ya sea un aumento o una disminución, sería igualmente desfavorable para el flujo y para la vida basada en líquidos. Esperamos que la ventana sea bastante estrecha: por ejemplo, la viscosidad de nuestra sangre se volvería demasiado densa o demasiado delgada para el funcionamiento del cuerpo con solo un cambio de unos pocos por ciento en algunas constantes fundamentales como la constante de Planck o la carga del electrón', dijo el profesor de Física Kostya Trachenko.

Sorprendentemente, se pensaba que las constantes fundamentales se ajustaban hace miles de millones de años para producir núcleos pesados en las estrellas y en ese entonces no existía la vida tal como la conocemos hoy. No había necesidad de ajustar finamente estas constantes en ese momento para permitir también la vida celular miles de millones de años después, sin embargo, resulta que estas constantes son amigables para la fluidez dentro y entre las células vivas.

Una conjetura complementaria es que puede haber habido múltiples ajustes y esto sugiere una similitud con la evolución biológica donde los rasgos se adquirieron de manera independiente. A través de mecanismos evolutivos, las constantes fundamentales pueden ser el resultado de la naturaleza que encuentra estructuras físicas sostenibles. Queda por ver cómo los principios de la evolución pueden ser útiles para comprender el origen de las constantes fundamentales.

Información de la revista: Science Advances

Proporcionado por: Queen Mary, Universidad de Londres