2025-01-19 07:35

一杯水如何能解开宇宙的秘密

  

  

  2020年,同一个研究小组发现,液体的粘度是由基本物理常数决定的,这就限制了液体的流动程度。现在这个结果被应用到生命科学领域。

  基本的物理常数塑造了我们生活的宇宙的结构。物理常数是具有一定值的量,通常被认为在自然界中是普遍存在的,并且随着时间的推移保持不变——例如电子的质量。它们控制着核反应,并能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。这项研究可能会让科学家们更接近于确定这些常数的来源。

  “了解水如何在杯子里流动,与计算基本常数的重大挑战密切相关。活细胞内部和细胞之间的生命过程需要运动,而正是黏性决定了这种运动的性质。如果基本常数改变,粘度也会改变,影响我们所知的生命。例如,如果水像焦油一样粘稠,生命就不会以现在的形式存在,或者根本不存在。这不仅适用于水,所以所有使用液态功能的生命形式都会受到影响。”

  “任何基本常数的变化,包括增加或减少,对流体和基于液体的生命来说都是坏消息。我们预计这个窗口会非常窄:例如,我们的血液粘度会变得太厚或太薄,而身体功能只有几个基本常数的变化,如普朗克常数或电子电荷。”物理学教授克斯特亚·特拉琴科说。

  令人惊讶的是,人们认为这些基本常数在数十亿年前就被调整了,从而在恒星中产生了重核,而当时我们今天所知道的生命并不存在。在那个时候,没有必要对这些常数进行微调,以使数十亿年后的细胞生命得以存在,然而,这些常数被证明是对生物友好的,可以在活细胞内部和之间流动。

  伴随而来的一种猜想是,这可能涉及到多重调整,这表明生物进化的相似性,即特征是独立获得的。通过进化机制,基本常数可能是大自然达到可持续物理结构的结果。进化论原理如何有助于理解基本常数的起源还有待观察。

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