Jotain, mikä sai minut kyseenalaistamaan kaiken

Haluan kertoa teille jotain, mikä todella yllätti minut tällä viikolla.

Tutkijat ovat löytäneet yhteyden, joka on niin odottamaton, että aloin katsoa vesilasillista aivan eri tavalla. Kirjaimellisesti.

Kysymys, joka pitää fyysikot hereillä

Miksi elämä ylipäätään on olemassa? Siis oikeasti — miksi mikään on olemassa? Maailmankaikkeus olisi voinut kehittyä lukemattomilla eri tavoilla. Tähdet olisivat saattaneet syntyä mutta eivät koskaan tuottaa niitä alkuaineita, joista kehomme on rakennettu. Planeetat olisivat voineet kiertää ikuisessa hiljaisuudessa. Se, että sinä luet näitä sanoja, että mikään tästä on edes olemassa — se on, no, melkoisen ihmeellistä, kun oikeasti pysähtyy ajattelemaan.

Vuosikymmenten ajan tutkijat ovat pohtineet, onko meidän maailmankaikkeutemme perussäännöissä jotain erityistä. Niitä peruslukuja, jotka säätelevät kaikkea atomien käyttäytymisestä tähtien palamiseen. Nämä "fysikaaliset vakiot" olisivat teoreettisesti voineet saada mitä arvoja tahansa. Miksi niillä sitten on juuri ne arvot, jotka mahdollistavat elämän?

Tämän arvoituksen parissa on työskennellyt Kostya Trachenko Lontoon Queen Mary -yliopistosta. Ja mitä hän löysi, on sekä syvällistä että ilahduttavan outoa.

Mitä ihmettä nuo vakiot oikein ovat?

Pyrin selittämään tämän mahdollisimman yksinkertaisesti. Fysikaaliset vakiot ovat pohjimmiltaan maailmankaikkeuden suosikkinumeroita. Ne ovat arvoja, jotka eivät koskaan muutu, missä tahansa avaruudessa tai ajassa.

Ajattele vaikka elektronin massaa tai varauksen suuruutta — pieniä lukuja, jotka määräävät, miten atomit liittyvät toisiinsa, miten kemia toimii, miten kaikki pysyy koossa. Tai Planckin vakiota, joka hallitsee kvanttimaailmaa. Nämä luvut ovat ikään kuin valettuna todellisuuteen.

Kukaan ei tiedä, miksi juuri nämä arvot ovat olemassa. Ne vain ovat. Ja pienet muutokset niihin loisisivat aivan erilaisen maailmankaikkeuden — sellaisen, jossa elämä ei ehkä olisi lainkaan mahdollista.

Tässä kohtaa tarina muuttuu oudoksi: viskositeetti

Nyt tulee se osuus, jossa Trachenkon tutkimus ottaa odottamattoman suunnan. Hän alkoi pohtia jotain äärimmäisen arkista — miten nesteet virtaavat. Siis sitä, kun kaadat vettä tai sekoitat hunajaa.

Viskositeetti on yksinkertaisesti nesteen "paksuutta". Vesi kaatuu helposti; sen viskositeetti on pieni. Hunaja on paksua ja hidasta; sen viskositeetti on suuri. Yksinkertainen juttu, eikö?

Mutta Trachenko ihmetteli: entä jos maailmankaikkeuden fysikaaliset vakiot rajoittavat sitä, kuinka juokseviksi nesteet voivat ylipäätään tulla?

Ja vastaus on hämmästyttävä: rajoittavat kyllä.

Hänen vuoden 2020 tutkimuksensa paljasti, että nesteen viskositeetilla on perustavanlaatuinen minimiarvo. Vettä ei voi tehdä äärettömän ohueksi, koska todellisuutta hallitsevat perusluvut eivät yksinkertaisesti salli sitä. Samat vakiot, jotka säätelevät atomien käyttäytymistä, määräävät myös nesteiden virtauksen.

Miksi tällä on merkitystä elämälle?

Tässä kohtaa asia muuttuu todella mielenkiintoiseksi — ja tässä kohtaa mieleni todella räjähti.

Jokainen elävä solu on riippuvainen nesteiden liikkeestä. Ravinteiden täytyy virrata soluihin. Jätteiden täytyy poistua. Kemialliset reaktiot tapahtuvat nestemäisessä ympäristössä. Jopa diffuusio — se, miten molekyylit leviävät nesteiden läpi — riippuu siitä, kuinka helposti nesteet liikkuvat.

Jos viskositeetti olisi liian korkea, kaikki jumittuisi. Ravinteet eivät pääsisi perille. Solut tukehtuisivat omaan paksuun keittoonsa.

Jos viskositeetti olisi liian matala... sekin olisi huono juttu. Tarkka, hallittu virtaus on välttämätöntä biologisille prosesseille. Molekyylit eivät voi sinkoilla ympäriinsä hallitsemattomasti.

Toisin sanoen, elämä sellaisena kuin sen tunnemme vaatii nesteitä, jotka virtaavat juuri oikealla tavalla. Ja maailmankaikkeuden perusvakiot vaikuttavat olevan täydellisesti hienosäädettyjä juuri tämän mahdollistamiseksi.

Trachenkon tuoreemmassa työssä arvioidaan, että jo pieni muutos — vain muutama prosentti — vakioissa kuten Planckin vakiossa tai elektronin varauksessa voisi tehdä verestä joko liian paksua tai liian ohutta kehomme toimintaa varten. Elämälle sopivan viskositeetin liikkumavara on yllättävän kapea.

Tähtiyhteys

Nyt tulee se osuus, joka sai minut sanomaan "woha" ääneen.

Samat fysikaaliset vakiot, jotka rajoittavat nesteiden viskositeettia, hallitsevat myös tähtien ydinreaktioita — niitä prosesseja, jotka luovat raskaat alkuaineet kuten hiilen ja hapen. Sen aineksen, josta olemme tehty.

Joten ennen kuin elämää oli olemassa, tähdet jo tuottivat biologian rakennuspalikoita sääntöjen alla, jotka myös sattuivat mahdollistamaan ne nesteprosessit, joita elämä lopulta tarvitsisi.

Tämä ei ole sattumaa. Tai ehkä sittenkin? Tutkijat eivät osaa vielä sanoa varmasti. Mutta on syvästi viitteellistä, että samat luvut, jotka hallitsevat tähtien fuusiota ja veren virtausta suonissasi, ovat identtisiä.

Mitä mieltä olen?

Löydän tämän kaiken äärimmäisen nöyryyttävänä. Meillä on taipumus ajatella fysiikkaa etäisten ja abstraktien käsitteiden tutkimisena — mustia aukkoja, kvantteja, galaksien syntyä. Mutta tässä meillä on suora yhteys todellisuuden peruslakien ja elämän intimeimpien prosessien välillä.

Joka kerta kun juot vettä, joka kerta kun hengität, joka kerta kun sydämesi lyö — koet prosesseja, jotka ovat olemassa, koska maailmankaikkeuden perusluvut osuivat hyvin tiettyyn, hyvin elämää mahdollistavaan arvoalueeseen.

Tämä on joko syvä sattuma, todiste jostakin syvemmästä, jota emme ymmärrä, tai yksinkertaisesti tapa, jolla asiat ovat — ja me olemme tässä kysymässä miksi.

Itse olen ainakin kiitollinen siitä, että hunaja virtaa juuri siten kuin se virtaa.

Lähde: ScienceDaily