Pesquisadores da Queen Mary University of London propuseram uma ideia fascinante que liga as leis mais profundas da física à existência de vida. O seu trabalho sugere que as constantes fundamentais no universo ficam dentro de uma faixa muito estreita que permite que os fluidos fluam dependendo das células vivas. Se essas constantes fossem ligeiramente diferentes, a água, o sangue e outros fluidos que sustentam a vida poderiam comportar-se de forma tão diferente que organismos complexos nunca teriam surgido.
Pesquisa, publicada A ciência avança Em 2023, com base em trabalhos anteriores do físico Kostya Trachenko e colegas mostrando que a viscosidade do fluido está diretamente ligada a constantes físicas fundamentais. Esta descoberta estabeleceu um limite inferior para o quão “fluível” um líquido pode ser. O novo estudo estende a ideia à biologia, perguntando se as mesmas leis físicas que moldam o universo também determinam silenciosamente como as células podem funcionar.
Por que o fluxo de fluidos é importante para a vida
A vida depende do movimento em escala microscópica. Os nutrientes devem viajar através das células, as proteínas devem se dobrar corretamente e as moléculas devem se difundir constantemente pelo ambiente aquoso. Tudo isso depende da viscosidade, propriedade que determina a facilidade com que um líquido flui.
De acordo com os investigadores, o Universo parece operar dentro de uma janela “bio-amigável” surpreendentemente estreita, onde a viscosidade e a expansão são adequadas à vida. Se as constantes governantes da física mudarem apenas alguns por cento, os fluidos necessários para a biologia podem ser dramaticamente mais espessos ou mais finos.
“Compreender como a água flui em um copo pode estar intimamente relacionado ao grande desafio de descobrir as constantes fundamentais. Os processos vitais dentro e entre as células vivas exigem movimento, e é a viscosidade que define as propriedades desse movimento. Se as constantes fundamentais mudarem, então a viscosidade afetará muito a vida como a conhecemos. Por exemplo, se a água em sua forma atual não existisse ou existisse como alcatrão. Isso se aplica fora da água, então toda a vida que usa o estado líquido para funcionar será afetada. “
A equipe diz que as consequências vão além da água potável ou do oceano. O sangue humano, os fluidos celulares e os produtos químicos que alimentam a vida dependem de características de fluxo cuidadosamente equilibradas.
“Qualquer mudança nas constantes fundamentais, incluindo aumentos ou diminuições, seria igualmente uma má notícia para o fluxo e para a vida baseada em fluidos. Esperamos que a janela seja bastante estreita: por exemplo, com apenas uma pequena mudança percentual nas constantes fundamentais, como a constante de Planck ou a carga de elétrons, a viscosidade do nosso sangue se tornaria muito espessa ou muito fina para o corpo funcionar.” Professor de física Kostya Trachenko.
Uma nova reviravolta no ajuste fino cósmico
Os físicos há muito debatem por que as constantes do universo parecem estar ajustadas. Pequenas diferenças nos valores, como a carga do elétron ou a força da energia fundamental, podem impedir que as estrelas formem os elementos pesados necessários aos planetas e à vida.
O que torna esta pesquisa incomum é que ela move a discussão das estrelas e galáxias para o nível das células vivas. Os argumentos anteriores de ajuste fino frequentemente focavam nas reações nucleares dentro das estrelas. Este trabalho argumenta que mesmo que as estrelas e os elementos pesados ainda estivessem formados, a vida continuaria impossível se os fluidos dentro dos organismos não fluíssem adequadamente.
Isso introduz um segundo nível de ajuste fino. As constantes são consistentes não apenas com um universo cheio de matéria, mas também com sistemas biológicos que dependem de dinâmicas de fluidos sutis.
Os pesquisadores ainda sugerem que ocorreram vários estágios de ajuste. No artigo, Trachenko compara a probabilidade à evolução biológica, onde as características emergem de forma independente ao longo do tempo. A ideia permanece especulativa, mas levanta a possibilidade de que a natureza favoreça estruturas físicas estáveis de formas que os cientistas ainda não compreendem completamente.
Pesquisas posteriores expandiram o conceito
Desde a publicação original, os cientistas continuaram a explorar como a viscosidade, a difusão e o comportamento dos fluidos se conectam à física fundamental. O trabalho teórico de acompanhamento revisou como o movimento do fluido dentro das células pode colocar limites adicionais nos valores das constantes físicas, particularmente em sistemas que envolvem “máquinas” bioquímicas, como motores moleculares.
Outros pesquisadores também examinaram como a própria viscosidade pode surgir de leis físicas mais profundas. Uma análise de 2023 destacou evidências crescentes de que a viscosidade do fluido pode estar associada a limites físicos universais, em vez de ser simplesmente uma propriedade medida em laboratório.
Juntos, esses estudos estão ajudando a desvendar um antigo mistério científico. Em vez de ver as constantes da natureza apenas através das lentes da cosmologia e da física de partículas, os cientistas perguntam cada vez mais se as condições necessárias para o fluxo de fluidos e o funcionamento das células também deveriam fazer parte da equação.
A física e a biologia poderiam estar mais conectadas do que pensávamos?
O conceito permanece altamente teórico, e muitos físicos alertariam que ainda não existe uma explicação aceite para a razão pela qual as constantes da natureza têm os seus valores observados. Mas a investigação abre um caminho inesperado para pensar sobre uma das maiores questões da ciência.
Durante décadas, o mistério das constantes fundamentais foi explorado principalmente através de buracos negros, estrelas e partículas subatômicas. Este trabalho sugere que a resposta pode envolver algo muito mais próximo da vida cotidiana: a simples capacidade dos fluidos de fluir através das células vivas.
