走进科学
BALI @ 2023.08.25 , 07:04
一杯水如何揭示宇宙的奥秘
自然界的基本常数如何设定液体粘度的基本下限
伦敦玛丽女王大学的研究人员做出了一项可能改变我们对宇宙的理解的发现。在他们发表在《科学进展》杂志上的研究中，他们首次揭示了基本常数可以变化的范围，使得生命过程在活体细胞内部和之间发生所需的粘度成为可能。这是解决这些常数的来源以及它们如何影响我们所知的生命的重要拼图之一。
2020年，同一团队发现液体的粘度由基本物理常数决定，限制了液体的流动性。现在，这个结果被应用到生命科学领域。
基本物理常数塑造了我们所生活的宇宙的结构。物理常数是具有普遍性和随时间不变的值的量，例如电子的质量。它们控制着核反应，并可以导致生命所必需的分子结构的形成，但它们的起源尚不清楚。这项研究可能使科学家们更接近确定这些常数的来源。
“理解水在杯子里的流动与弄清基本常量之间存在紧密联系。生命过程在活体细胞内部和之间需要运动，而粘度决定了这种运动的特性。如果基本常数发生变化，粘度也会发生变化，影响我们所知的生命。例如，如果水的粘度像焦油一样，生命就无法以目前的形式存在，甚至可能根本不存在。这不仅适用于水，所有使用液态状态进行功能的生命形式都会受到影响。”物理学教授Kostya Trachenko说道。
令人惊讶的是，基本常数被认为是数十亿年前调整的，以在恒星中产生重核，而当时我们所知的生命并不存在。在那个时候，并不需要这些常数被精确调整，以便在数十亿年后也能支持细胞生命，然而这些常数却被证明对于在活体细胞内部和之间的流动是友好的。
一个相关的猜想是，可能涉及到多个调整，这暗示了与生物进化类似，其中特质是独立获得的。通过进化机制，基本常数可能是自然达到可持续物理结构的结果。如何运用进化原理来理解基本常数的起源还有待观察。