Un descubrimiento asombroso que podría cambiar nuestra comprensión del universo

Un equipo de investigadores de la Queen Mary University of London realizó un descubrimiento que conecta las leyes más profundas de la física con la existencia de la vida. Su estudio sugirió que las constantes fundamentales del universo se encuentran en un rango extremadamente estrecho que permite que los líquidos fluyan de manera que las células vivas dependen. Si estas constantes fueran ligeramente diferentes, el agua, la sangre y otros líquidos esenciales para la vida podrían comportarse de tal manera que los organismos complejos nunca hubieran podido surgir.

La investigación, publicada en Science Advances en 2023, se basa en trabajos previos del físico Kostya Trachenko y sus colegas, quienes demostraron que la viscosidad de los líquidos está directamente relacionada con las constantes físicas fundamentales. Este hallazgo estableció un límite inferior para cuán "líquidos" pueden ser los líquidos. La investigación más reciente amplió esta idea hacia la biología, cuestionando si las mismas reglas físicas que moldean el cosmos podrían también determinar de manera silenciosa si las células pueden funcionar.

La importancia del flujo de líquidos para la vida

La vida depende del movimiento a escalas microscópicas. Los nutrientes deben viajar a través de las células, las proteínas necesitan plegarse correctamente y las moléculas constantemente deben difundir a través de entornos acuosos. Todo esto depende de la viscosidad, la propiedad que determina cuán fácilmente fluye un líquido.

Según los investigadores, el universo parece operar dentro de una sorprendentemente estrecha "ventana amigable con la vida" donde la viscosidad y la difusión son adecuadas para la vida. Si las constantes que rigen la física cambiaran solo unos pocos por ciento, los líquidos esenciales para la biología podrían volverse dramáticamente más espesos o más delgados.

El profesor Kostya Trachenko afirmó: "Entender cómo fluye el agua en una taza resulta estar estrechamente relacionado con el gran desafío de determinar las constantes fundamentales. Los procesos vitales dentro 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 no existiría en absoluto. 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."

Las consecuencias de estos cambios irían mucho más allá del agua potable o los océanos. La sangre humana, los fluidos celulares y la química que impulsa la vida dependen de propiedades de flujo cuidadosamente equilibradas.

El profesor Trachenko continuó: "Cualquier cambio en las constantes fundamentales, ya sea un aumento o una disminución, sería igualmente perjudicial 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 espesa o demasiado delgada para el funcionamiento del cuerpo con solo unos pocos por ciento de cambio en algunas constantes fundamentales, como la constante de Planck o la carga del electrón."

Un nuevo giro sobre el ajuste fino cósmico

Los físicos han debatido durante mucho tiempo por qué las constantes del universo parecen estar finamente ajustadas. Diferencias mínimas en valores como la carga del electrón o la fuerza de las fuerzas fundamentales podrían impedir que las estrellas formen elementos pesados necesarios para planetas y vida.

Lo que hace que esta investigación sea inusual es que desplaza la discusión desde las estrellas y galaxias hasta el nivel de las células vivas. Los argumentos anteriores sobre el ajuste fino a menudo se centraron en reacciones nucleares dentro de las estrellas. Este trabajo argumentó que, incluso si las estrellas y los elementos pesados aún se formaran, la vida podría seguir siendo imposible si los líquidos no pudieran fluir adecuadamente dentro de los organismos.

Esto introduce una segunda capa de ajuste fino. Las constantes no solo parecen ser compatibles con un universo lleno de materia, sino también con sistemas biológicos que dependen de dinámicas líquidas delicadas.

Los investigadores incluso sugirieron que podrían haber ocurrido múltiples etapas de ajuste. En el artículo, Kostya Trachenko compara esta posibilidad con la evolución biológica, donde los rasgos emergen independientemente a lo largo del tiempo. Aunque la idea sigue siendo especulativa, plantea la posibilidad de que la naturaleza favorezca estructuras físicas estables de maneras que los científicos aún no comprenden completamente.

Investigaciones posteriores ampliaron la idea

Desde la publicación original, los científicos han continuado explorando cómo la viscosidad, la difusión y el comportamiento de los fluidos se conectan con la física fundamental. Trabajos teóricos posteriores revisaron cómo el movimiento líquido dentro de las células puede imponer límites adicionales a los valores de las constantes físicas, especialmente en sistemas que involucran "máquinas" bioquímicas, como los motores moleculares.

Otros investigadores también han examinado cómo la viscosidad misma puede surgir de leyes físicas más profundas. Un análisis de 2023 destacó la creciente evidencia de que la viscosidad de los líquidos puede estar vinculada a límites físicos universales en lugar de ser simplemente una propiedad medida en laboratorios.

En conjunto, estos estudios están ayudando a reconfigurar un antiguo misterio científico. En lugar de ver las constantes de la naturaleza solo a través de la lente de la cosmología y la física de partículas, los científicos están preguntándose cada vez más si las condiciones necesarias para que los líquidos fluyan y las células funcionen también deberían ser parte de la ecuación.

¿Podrían la física y la biología estar más conectadas de lo que pensamos?

La idea sigue siendo altamente teórica, y muchos físicos advertirían que aún no hay una explicación aceptada de por qué las constantes de la naturaleza tienen sus valores observados. Sin embargo, la investigación abre un camino inesperado para pensar sobre una de las preguntas más grandes de la ciencia.

Durante décadas, el misterio de las constantes fundamentales se exploró principalmente a través de agujeros negros, estrellas y partículas subatómicas. Este trabajo sugiere que la respuesta también puede involucrar algo mucho más cercano a la vida cotidiana: la simple capacidad de los líquidos para fluir a través de las células vivas.

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