Descubrimiento asombroso revela el equilibrio de constantes físicas que permiten la vida en el universo

Un grupo de investigadores de la Queen Mary University of London realizó un descubrimiento que podría explicar por qué la vida existe en el universo. El estudio reveló que las constantes físicas fundamentales podrían estar ajustadas de manera precisa para facilitar la existencia de la vida. Aparentemente, incluso cambios mínimos en estas constantes podrían hacer que los líquidos sean demasiado densos o demasiado fluidos para los procesos biológicos esenciales, lo que podría impedir la vida tal como la conocemos.

Los hallazgos, publicados en la revista Science Advances, provienen del análisis teórico del físico Kostya Trachenko. Su investigación identificó una restricción adicional sobre los valores de las constantes físicas fundamentales: deben permitir que los líquidos se muevan de maneras que apoyen la vida dentro y entre las células.

Esta conexión plantea una pregunta profunda sobre el universo: ¿por qué las leyes fundamentales de la naturaleza tienen valores que parecen tan bien adaptados para la existencia de la vida?

Las constantes físicas que dan forma a nuestro universo

Las constantes físicas fundamentales son números que rigen el funcionamiento del universo. Ejemplos de estas son la masa y la carga eléctrica de un electrón, y la constante de Planck, que desempeña un papel central en la mecánica cuántica. Estas cantidades se consideran generalmente universales y constantes a lo largo del tiempo, influyendo en todo, desde el comportamiento de los átomos y los enlaces químicos hasta las reacciones nucleares que alimentan a las estrellas y producen elementos esenciales para la vida.

A pesar de su importancia, los científicos aún no comprenden por qué estas constantes tienen los valores particulares que observamos. En un estudio anterior de 2020, Trachenko y su equipo demostraron que las constantes físicas fundamentales imponen un límite inferior a la viscosidad de los líquidos, un factor crítico para la vida.

Por qué cambios diminutos en la física podrían hacer imposible la vida

Cada célula viva depende del movimiento de moléculas. Los nutrientes deben alcanzar los lugares donde son necesarios, los productos de desecho deben ser transportados y numerosas reacciones químicas deben ocurrir en un entorno líquido. Si la viscosidad de esos líquidos cambia demasiado, estos procesos podrían verse gravemente interrumpidos. Líquidos excesivamente densos podrían impedir que los materiales vitales se muevan de manera eficiente, mientras que una viscosidad demasiado baja podría interferir con el flujo controlado necesario para las funciones biológicas.

Trachenko explicó la sorprendente conexión: "Entender cómo fluye el agua en una taza resulta estar íntimamente relacionado con el gran desafío de descifrar las constantes fundamentales. Los procesos vitales en y entre las células requieren movimiento, y es la viscosidad la que establece las propiedades de este movimiento. Si las constantes fundamentales cambian, la viscosidad también cambiaría, afectando la vida tal como la conocemos. Por ejemplo, si el agua tuviera la misma viscosidad que el alquitrán, la vida no existiría en su forma actual, o podría no existir en absoluto".

Las implicaciones van más allá del agua. Aunque toda la vida conocida depende del agua, los organismos hipotéticos en otras partes del universo podrían depender de líquidos diferentes. Las mismas restricciones físicas fundamentales seguirían influyendo en el comportamiento de esos líquidos.

Trachenko sugirió que el rango de constantes compatibles con la vida celular podría ser sorprendentemente estrecho. "Cualquier cambio en las constantes fundamentales, ya sea un aumento o una disminución, sería igualmente perjudicial para el flujo y la vida basada en líquidos. Esperamos que la ventana sea bastante estrecha: por ejemplo, la viscosidad de nuestra sangre podría volverse demasiado densa o demasiado fluida con solo unos pocos por ciento de cambio en algunas constantes fundamentales, como la constante de Planck o la carga del electrón".

Estos pronósticos provienen de modelos teóricos, y los límites precisos que diferentes formas de vida podrían tolerar siguen siendo inciertos.

Un misterio cósmico que lleva miles de millones de años en formación

Lo que hace que estos hallazgos sean especialmente intrigantes es que las mismas constantes fundamentales que influyen en el flujo de líquidos también rigen las reacciones nucleares responsables de crear elementos pesados en el interior de las estrellas. Mucho antes de que aparecieran las primeras células vivas, las estrellas ya producían elementos como el carbono y el oxígeno, que eventualmente se convertirían en componentes esenciales de los organismos vivos.

Los físicos han investigado durante mucho tiempo si las constantes que rigen estos procesos nucleares deben caer dentro de ciertos rangos para que exista materia compleja. Sin embargo, la capacidad de crear los ingredientes químicos de la vida no garantiza necesariamente que la vida pueda funcionar.

El análisis de Trachenko demostró que algunas propiedades físicas que rigen el flujo de líquidos podrían cambiar sin interrumpir las combinaciones de constantes necesarias para producir núcleos pesados en las estrellas. En otras palabras, un universo hipotético podría seguir produciendo los elementos necesarios para la vida mientras tiene líquidos tan viscosos que los procesos celulares no podrían operar.

Esto significa que las condiciones necesarias para sostener la vida pueden involucrar más que la capacidad de formar estrellas, planetas y química compleja. Las propiedades físicas de los líquidos podrían imponer requisitos adicionales a las constantes fundamentales del universo.

Investigaciones posteriores revelan una conexión sorprendente con la sangre

La investigación continuó más allá del descubrimiento original. En un estudio de seguimiento publicado en enero de 2025 en The European Physical Journal E, Trachenko y sus colegas examinaron cómo las constantes físicas fundamentales influyen en fluidos biológicos más complicados, particularmente la sangre.

A diferencia del agua, la sangre es una mezcla compleja que contiene plasma, glóbulos rojos, plaquetas y otros componentes. Su viscosidad depende no solo de las propiedades moleculares, sino también de cómo interactúan estos componentes.

Los investigadores encontraron algo inesperado. A pesar de la enorme complejidad de la sangre y del tamaño relativamente grande de los glóbulos rojos, su viscosidad se mantiene sorprendentemente cercana, en una escala física fundamental, a un valor teórico derivado de las constantes físicas básicas.

Propusieron que las interacciones entre las células sanguíneas cercanas podrían ayudar a explicar esta conexión. Aunque los glóbulos rojos son mucho más grandes que los átomos, las fuerzas que actúan donde sus superficies se acercan involucran distancias lo suficientemente pequeñas como para que los efectos moleculares y cuánticos sean relevantes.

El análisis de 2025 también enfatizó una complicación importante. Estimar qué constantes fundamentales son compatibles con la vida requiere tener en cuenta tanto las propiedades intrínsecas de los líquidos, determinadas por la física fundamental, como los efectos adicionales creados por las interacciones entre células y moléculas.

Estos hallazgos ofrecen un marco más detallado para investigar la conexión entre las propiedades físicas básicas del universo y los procesos biológicos que dependen de ellas.

¿Podrían las leyes de la física haber evolucionado?

La investigación también apunta hacia un misterio aún más profundo: ¿por qué las constantes fundamentales tienen valores que permiten que tantos procesos físicos diferentes funcionen juntos? Una posibilidad especulativa planteada por Trachenko es que podrían estar involucrados múltiples tipos de ajuste fino. Los valores que permiten a las estrellas fabricar elementos pesados y aquellos que permiten a los líquidos sostener la vida celular podrían representar requisitos separados.

Sugirió una analogía intrigante con la evolución biológica, en la que diferentes características útiles pueden surgir a través de procesos separados. Quizás algún principio evolutivo más amplio podría ayudar a explicar cómo la naturaleza llega a combinaciones de propiedades físicas capaces de soportar estructuras estables y sistemas cada vez más complejos.

Por ahora, esto sigue siendo una conjetura. Los científicos no han establecido que las constantes fundamentales evolucionen a través de tal mecanismo, ni han determinado por qué esos constantes poseen los valores observados. Sin embargo, la conexión entre el flujo de líquidos y la física fundamental abre otra vía para investigar una de las preguntas más grandes y sin respuesta de la ciencia. Algo tan cotidiano como el agua moviéndose a través de un vaso, o la sangre circulando por el cuerpo, podría contener pistas sobre por qué el universo tiene las propiedades físicas que hacen posible la vida.