Az a pillanat, amikor a fizika és az élet összeér

Hadd mondjak valamit, ami tényleg megdöbbentett ezen a héten.

A tudósok olyan összefüggésre bukkantak, ami arra késztetett, hogy másképp nézzek egy pohár vízre. Szó szerint.

Az a kérdés, ami a fizikusoknak álmatlan éjszakákat okoz

Miért létezik az élet? Komolyan — miért létezik egyáltalán bármi?

Az univerzum millióféle módon alakulhatott volna. A csillagok képződhettek volna, de soha nem termelik ki azokat az elemeket, amikből a testünk felépül. A bolygók örökös csendben keringhetnének. Az, hogy te most ezt olvasod, hogy egyáltalán létezik valami — hát, elég hihetetlen, ha az ember belegondol.

Évtizedek óta foglalkoztatja a tudósokat, hogy van-e valami különleges a mi univerzumunk alapvető szabályaiban. Azok a számok, amik mindent irányítanak — az atomok viselkedésétől kezdve a csillagok égéséig. Ezeket nevezzük fizikai állandóknak.

Elméletileg bármilyen értéket felvehettek volna. Akkor miért pont azokat az értékeket kapták, amik az életet lehetővé teszik?

Ezt a rejtélyt vizsgálja Kostya Trachenko és kollégái a Queen Mary Egyetemen Londonban. És amit találtak, az egyszerre mély és furcsa.

Mik azok a fizikai állandók?

A legegyszerűbben úgy mondhatom: ezek az univerzum kedvenc számai. Olyan értékek, amik sehol, semmikor nem változnak.

Gondolj az elektron tömegére vagy töltésére — apró számok, amik meghatározzák, hogyan kapcsolódnak az atomok, hogyan működik a kémia, minden. Vagy a Planck-állandóra, ami a kvantumvilágot uralja. Ezek a számok beleszőttek a valóságba.

Senki sem tudja, miért pont ezek az értékek léteznek. Egyszerűen vannak. És ha picit is mások lennének, egy teljesen más univerzum jönne létre — olyan, ami talán az életet sem tudná fenntartani.

Itt jön a meglepő fordulat: a viszkozitás

Na itt veszi igazán érdekes fordulatot Trachenko kutatása. Olyan valamiről kezdett gondolkodni, ami a legmindennapibb dolog: hogyan folynak a folyadékok. Tudod, mint amikor vizet töltesz vagy mézet keversz.

A viszkozitás egyszerűen azt méri, mennyire "sűrű" egy folyadék. A víz könnyen folyik, alacsony a viszkozitása. A méz sűrű és lassú, magas a viszkozitása. Egyszerű, ugye?

De Trachenko elgondolkodott: mi van, ha az univerzum fizikai állandói korlátozzák, mennyire folyós lehet egy folyadék?

És itt a döbbenetes válasz: igen, korlátozzák.

A 2020-as kutatása feltárta, hogy a folyadékok viszkozitásának van egy alapvető alsó határa. Nem lehet a vizet végtelenül hígítani, mert a valóságot irányító alapvető számok egyszerűen nem engedik. Ugyazok az állandók, amik az atomok viselkedését kontrolálják, a folyadékok áramlását is meghatározzák.

Miért fontos ez az élet szempontjából?

Itt válik igazán érdekessé — és itt történt velem is az a pillanat, amikor a francba, ez elképesztő.

Minden egyes élő sejt folyadékmozgástól függ. A tápanyagoknak be kell jutniuk a sejtekbe. A salakanyagoknak ki kell jönniük. A kémiai reakciók folyadékos környezetben mennek végbe. Még a diffúzió is — ahogy a molekulák terjednek a folyadékokban — attól függ, mennyire könnyen mozognak a folyadékok.

Ha túl magas lenne a viszkozitás, minden dugó lenne. A tápanyagok nem jutnának oda, ahova kell. A sejtek gyakorlatilag megfulladnának a saját sűrű levesükben.

Ha túl alacsony... nos, az is rossz lenne. A precíz, kontrollált áramlás elengedhetetlen a biológiai folyamatokhoz. Nem lehet, hogy a molekulák vadul száguldozzanak.

Más szóval: az általunk ismert élethez a folyadékoknak éppen megfelelően kell folyniuk. És az univerzum alapvető állandói pont erre a célra tűnnek tökéletesen beállítva.

Trachenko újabb munkája szerint már egy kis változás — mondjuk néhány százalék — az olyan állandókban, mint a Planck-állandó vagy az elektron töltése, a vért túl sűrűvé vagy túl hígává tehetné ahhoz, hogy testünk működjön. Az életbarát viszkozitás tartománya meglepően szűk.

A csillagokkal való kapcsolat

Most jön az a rész, ami tényleg hangosan mondattam ki, hogy "hűha".

Ugyanazok a fizikai állandók, amik a folyadékok viszkozitását korlátozzák, a csillagok magreakcióit is irányítják — azokat a folyamatokat, amik a nehéz elemeket, például szenet és oxigént termelik. Azokat az anyagokat, amikből mi vagyunk.

Tehát még mielőtt bármilyen élet létezett volna, a csillagok már termelték a biológia építőköveit olyan szabályok szerint, amik véletlenül éppen azokat a folyadéktulajdonságokat is lehetővé tették, amikre az életnek szüksége lesz.

Ez nem véletlen. Vagy talán mégis? A tudósok még nem tudják biztosan. De mélyen meggyőző, hogy azok a számok, amik a csillagok fúzióját irányítják, és azok, amik a vér folyását irányítják az ereidben, ugyanazok.

A véleményem

Szerintem ez egyszerűen lehengerlő. Hajlamosak vagyunk úgy gondolni a fizikára, hogy az távoli, elvont dolgokkal foglalkozik — fekete lyukakkal, kvantumrészecskékkel, galaxisok születésével. De itt közvetlen kapcsolat van a valóság legmélyebb törvényei és az élet legintimebb aspektusai között.

Minden alkalommal, amikor vizet iszol, minden lélegzetvételnél, minden szívverésnél — olyan folyamatokat tapasztalsz, amik azért léteznek, mert az univerzum alapvető számai egy nagyon konkrét, életet lehetővé tevő tartományban landoltak.

Ez vagy egy mély coincidencia, vagy bizonyítéka valami mélyebbnek, amit még nem értünk, vagy egyszerűen csak úgy van — és mi itt vagyunk, hogy megkérdezzük, miért.

Én személy szerint hálás vagyok, hogy a méz pont úgy folyik, ahogy.