Comment une tasse d'eau peut révéler les secrets de notre univers.

23 août 2023

Cet article a été examiné selon le processus éditorial et les politiques de Science X. Les éditeurs ont souligné les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

• vérifié par les faits
• publication évaluée par des pairs
• source fiable
• corrigé

par Queen Mary, University of London

Des chercheurs de l'Université Queen Mary de Londres ont fait une découverte qui pourrait changer notre compréhension de l'univers. Dans leur étude publiée dans Science Advances, ils révèlent, pour la première fois, qu'il existe une plage dans laquelle les constantes fondamentales peuvent varier, permettant ainsi à la viscosité nécessaire aux processus vitaux de se produire au sein et entre les cellules vivantes. Il s’agit d’une pièce importante du puzzle pour déterminer d’où viennent ces constantes et quel est leur impact sur la vie telle que nous la connaissons.

En 2020, la même équipe a découvert que la viscosité des liquides est déterminée par des constantes physiques fondamentales, fixant une limite au degré d’écoulement d’un liquide. Ce résultat est désormais intégré au domaine des sciences de la vie.

Les constantes physiques fondamentales façonnent la structure de l’univers dans lequel nous vivons. Les constantes physiques sont des quantités dont on considère généralement qu'elles sont à la fois de nature universelle et inchangées dans le temps, par exemple la masse de l'électron. Ils régissent les réactions nucléaires et peuvent conduire à la formation de structures moléculaires essentielles à la vie, mais leur origine est inconnue. Cette recherche pourrait rapprocher les scientifiques de la détermination de l’origine de ces constantes.

« Comprendre comment l'eau s'écoule dans une tasse s'avère être étroitement lié au grand défi consistant à déterminer les constantes fondamentales. » Les processus vitaux dans et entre les cellules vivantes nécessitent du mouvement et c'est la viscosité qui définit les propriétés de ce mouvement. Si les constantes fondamentales changeaient, la viscosité changerait également, ce qui aurait un impact sur la vie telle que nous la connaissons. Par exemple, si l’eau était aussi visqueuse que le goudron, la vie n’existerait pas sous sa forme actuelle, voire n’existerait pas du tout. Cela s'applique au-delà de l'eau, donc toutes les formes de vie utilisant l'état liquide pour fonctionner seraient affectées.

«Tout changement dans les constantes fondamentales, y compris une augmentation ou une diminution, serait une mauvaise nouvelle pour l'écoulement et pour la vie dans les liquides.» Nous nous attendons à ce que la fenêtre soit assez étroite: par exemple, la viscosité de notre sang deviendrait trop épaisse ou trop fine pour le fonctionnement du corps avec seulement quelques pour cent de changement de certaines constantes fondamentales telles que la constante de Planck ou la charge électronique", professeur de physique Kostya. » dit Trachenko.

Étonnamment, on pensait que les constantes fondamentales étaient réglées il y a des milliards d’années pour produire des noyaux lourds dans les étoiles et qu’à l’époque, la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui n’existait pas. Il n’était pas nécessaire que ces constantes soient affinées à ce stade pour permettre également la vie cellulaire des milliards d’années plus tard, et pourtant ces constantes se sont révélées biocompatibles pour circuler dans et entre les cellules vivantes.

Une conjecture qui l'accompagne est que plusieurs ajustements pourraient avoir été impliqués, ce qui suggère alors une similitude avec l'évolution biologique où les traits ont été acquis indépendamment. Grâce à des mécanismes évolutifs, les constantes fondamentales peuvent être le résultat de l’arrivée de la nature à des structures physiques durables. Il reste à voir comment les principes de l’évolution peuvent être utiles pour comprendre l’origine des constantes fondamentales.

Informations sur la revue : Avancées scientifiques

Fourni par Queen Mary, Université de Londres