Investigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han propuesto una idea sorprendente que vincula las leyes más profundas de la física con la existencia de la vida misma. Su trabajo sugiere que las constantes fundamentales del Universo se encuentran dentro de un rango extremadamente estrecho que permite que los líquidos fluyan de maneras de las que dependen las células vivas. Si esas constantes fueran ligeramente diferentes, el agua, la sangre y otros fluidos vitales podrían comportarse de manera tan distinta que los organismos complejos quizás nunca habrían surgido.
El estudio, publicado en Science Advances en 2023, se basa en trabajos anteriores del físico Kostya Trachenko y sus colegas que mostraban que la viscosidad de los líquidos está directamente relacionada con las constantes físicas fundamentales. Ese hallazgo estableció un límite inferior para lo "fluidos" que pueden ser los líquidos. La investigación más reciente extendió la idea a la biología, preguntándose si las mismas reglas físicas que moldean el cosmos también podrían determinar silenciosamente si las células pueden funcionar.
La vida depende del movimiento a escalas microscópicas. Los nutrientes deben viajar a través de las células, las proteínas necesitan plegarse correctamente y las moléculas se difunden constantemente en entornos acuosos. Todo esto depende de la viscosidad, la propiedad que determina con qué facilidad fluye un líquido.
Según los investigadores, el Universo parece operar dentro de una ventana "bioamigable" sorprendentemente estrecha donde la viscosidad y la difusión siguen siendo adecuadas para la vida. Si las constantes que gobiernan la física se desplazaran solo un pequeño porcentaje, los líquidos esenciales para la biología podrían volverse dramáticamente más espesos o más delgados.
"Entender cómo fluye el agua en una taza resulta estar estrechamente relacionado con el gran desafío de descifrar las constantes fundamentales", dijo el profesor de física Kostya Trachenko. "Los procesos vitales dentro y entre las células vivas requieren movimiento y es la viscosidad la que establece las propiedades de ese movimiento. Si las constantes fundamentales cambian, la viscosidad también cambiaría, impactando la vida tal como la conocemos. Por ejemplo, si el agua fuera tan viscosa como el alquitrán, la vida no existiría en su forma actual o no existiría en absoluto. Esto se aplica más allá del agua, por lo que todas las formas de vida que utilizan el estado líquido para funcionar se verían afectadas".
El equipo dice que las consecuencias se extenderían mucho más allá del agua potable o los océanos. La sangre humana, los fluidos celulares y la química que impulsa la vida dependen de propiedades de flujo cuidadosamente equilibradas.
"Cualquier cambio en las constantes fundamentales, ya sea un aumento o una disminución, sería igualmente una mala noticia para el flujo y para la vida basada en líquidos", agregó Trachenko. "Esperamos que la ventana sea bastante estrecha: por ejemplo, la viscosidad de nuestra sangre se volvería demasiado espesa o demasiado delgada para el funcionamiento del cuerpo con solo un cambio del pocos por ciento de algunas constantes fundamentales como la constante de Planck o la carga del electrón".
Los físicos han debatido durante mucho tiempo por qué las constantes del Universo parecen finamente ajustadas. Pequeñas diferencias en valores como la carga del electrón o la fuerza de las fuerzas fundamentales podrían impedir que las estrellas formen los elementos pesados necesarios para los planetas y la vida.
Lo que hace inusual esta investigación es que desplaza la discusión de las estrellas y las galaxias al nivel de las células vivas. Los argumentos anteriores de ajuste fino a menudo se centraban en las reacciones nucleares dentro de las estrellas. Este trabajo argumenta que incluso si las estrellas y los elementos pesados aún se formaran, la vida podría seguir siendo imposible si los líquidos no pudieran fluir adecuadamente dentro de los organismos.
Eso introduce una segunda capa de ajuste fino. Las constantes no solo parecen compatibles con un universo lleno de materia, sino también con sistemas biológicos que dependen de dinámicas de líquidos delicadas.
Los investigadores incluso sugieren que pueden haber ocurrido múltiples etapas de ajuste. En el artículo, Trachenko compara la posibilidad con la evolución biológica, donde los rasgos surgen independientemente con el tiempo. La idea sigue siendo especulativa, pero plantea la posibilidad de que la naturaleza pueda favorecer estructuras físicas estables de maneras que los científicos aún no comprenden completamente.
Desde la publicación original, los científicos han continuado explorando cómo la viscosidad, la difusión y el comportamiento de los fluidos se conectan con la física fundamental.