Het universum is mogelijk niet alleen fijn afgestemd op sterren en sterrenstelsels, maar ook op het simpele stromen van vloeistof in een cel. Een nieuwe studie van Queen Mary University of London suggereert dat de fundamentele constanten van de natuurkunde binnen een extreem smal bereik vallen dat water, bloed en andere biologische vloeistoffen in staat stelt zich te gedragen op manieren die essentieel zijn voor leven. Zelfs een kleine verschuiving in deze constanten zou bloed te dik, water te plakkerig of cellulaire beweging onmogelijk kunnen maken.
Een verborgen verband tussen natuurkunde en biologie
Onderzoekers onder leiding van natuurkundige Kostya Trachenko bouwden voort op eerder werk dat aantoonde dat vloeistofviscositeit, de eigenschap die bepaalt hoe gemakkelijk een vloeistof stroomt, direct verbonden is met fundamentele natuurkundige constanten. Dat eerdere werk stelde een ondergrens vast voor hoe dun vloeistoffen kunnen zijn. De nieuwe studie, gepubliceerd in Science Advances, breidt het idee uit naar de biologie. Het vraagt zich af of dezelfde natuurkundige regels die de kosmos vormgeven, ook stilletjes bepalen of cellen kunnen functioneren.
Leven hangt af van beweging op microscopische schaal. Voedingsstoffen moeten door cellen reizen, eiwitten moeten correct vouwen en moleculen diffunderen voortdurend door waterige omgevingen. Dit alles is afhankelijk van viscositeit. Volgens de onderzoekers lijkt het universum te opereren binnen een verrassend smal bio-vriendelijk venster waarin viscositeit en diffusie geschikt blijven voor leven. Als de constanten die de natuurkunde beheersen met slechts een paar procent zouden verschuiven, zouden vloeistoffen die essentieel zijn voor de biologie dramatisch dikker of dunner kunnen worden.
Wat een verandering van een paar procent zou betekenen
Het team zegt dat de gevolgen veel verder zouden reiken dan drinkwater of oceanen. Menselijk bloed, celvloeistoffen en de chemie die leven aandrijft, zijn allemaal afhankelijk van zorgvuldig gebalanceerde stroomeigenschappen. Als water zo stroperig zou zijn als teer, zou leven niet bestaan in zijn huidige vorm of helemaal niet bestaan. Hetzelfde geldt voor meer dan alleen water, dus alle levensvormen die de vloeibare toestand gebruiken om te functioneren, zouden worden getroffen. Elke verandering in fundamentele constanten, inclusief een toename of afname, zou even slecht nieuws zijn voor stroming en voor vloeistofgebaseerd leven. Het venster is behoorlijk smal: bijvoorbeeld de viscositeit van bloed zou te dik of te dun worden voor het functioneren van het lichaam bij slechts een paar procent verandering van sommige fundamentele constanten.
Een delicate balans in de natuurwetten
De studie suggereert dat de fundamentele constanten van het universum binnen een ongelooflijk smalle 'sweet spot' vallen die vloeistoffen in staat stelt goed te stromen in levende cellen. Deze bevinding koppelt de diepste wetten van de natuurkunde aan het bestaan van leven zelf. Het onderzoek werd uitgevoerd aan Queen Mary University of London en gepubliceerd in 2023. Het bouwt voort op eerder werk van Trachenko en collega's dat een ondergrens voor vloeistofviscositeit vaststelde op basis van fundamentele constanten.
De ontdekking bewijst niet dat het universum is ontworpen voor leven, noch beweert het dat leven elders zeldzaam of algemeen is. Het laat simpelweg zien dat de fysische constanten die we waarnemen fijn gebalanceerd lijken te zijn op een manier die vloeistofgebaseerd leven mogelijk maakt. Of die balans toeval, noodzaak of iets anders is, blijft een open vraag.
