Pesquisadores da Queen Mary University of London propuseram uma ideia impressionante que liga as leis mais profundas da física à própria existência da vida. Seu trabalho sugere que as constantes fundamentais do universo estão dentro de uma faixa extremamente estreita que permite que os líquidos fluam de maneiras das quais as células vivas dependem. Se essas constantes fossem até mesmo levemente diferentes, a água, o sangue e outros fluidos que sustentam a vida poderiam se comportar de tal forma que organismos complexos poderiam nunca ter emergido.
O estudo, publicado na Science Advances em 2023, baseia-se em trabalhos anteriores do físico Kostya Trachenko e colegas que mostram que a viscosidade dos líquidos está diretamente ligada a constantes físicas fundamentais. Essa descoberta estabeleceu um limite inferior para quão “líquidos” podem ser. A pesquisa mais recente estendeu a ideia à biologia, questionando se as mesmas regras físicas que moldam o cosmos também podem determinar discretamente se as células podem funcionar.
Por que o Fluxo de Líquidos Importa para a Vida
A vida depende de movimento em escalas microscópicas. Nutrientes precisam viajar através das células, as proteínas precisam se dobrar corretamente e as moléculas estão constantemente se difundindo em ambientes aquosos. Tudo isso depende da viscosidade, a propriedade que determina quão facilmente um líquido flui.
De acordo com os pesquisadores, o universo parece operar dentro de uma surpreendentemente estreita “janela bio-amigável” onde a viscosidade e a difusão permanecem adequadas para a vida. Se as constantes que governam a física mudassem apenas alguns por cento, os líquidos essenciais para a biologia poderiam se tornar dramaticamente mais espessos ou mais finos.
“Compreender como a água flui em um copo acaba sendo intimamente relacionado ao grande desafio de descobrir as constantes fundamentais. Os processos da vida dentro e entre as células vivas exigem movimento, e é a viscosidade que define as propriedades desse movimento. Se as constantes fundamentais mudassem, a viscosidade também mudaria, impactando a vida como a conhecemos. Por exemplo, se a água tivesse a viscosidade do alcatrão, a vida não existiria em sua forma atual ou não existiria de forma alguma. Isso se aplica além da água, então todas as formas de vida que usam o estado líquido para funcionar seriam afetadas.”
A equipe afirma que as consequências se estenderiam muito além da água potável ou dos oceanos. O sangue humano, os fluidos celulares e a química que alimenta a vida dependem de propriedades de fluxo cuidadosamente equilibradas.
“Qualquer mudança nas constantes fundamentais, incluindo um aumento ou diminuição, seria igualmente uma má notícia para o fluxo e para a vida baseada em líquidos. Esperamos que a janela seja bastante estreita: por exemplo, a viscosidade do nosso sangue se tornaria muito espessa ou muito fina para o funcionamento do corpo com apenas algumas mudanças percentuais em algumas constantes fundamentais como a constante de Planck ou a carga do elétron”, disse o professor de Física Kostya Trachenko.
Uma Nova Perspectiva sobre o Ajuste Fino Cósmico
Físicos há muito debatem por que as constantes do universo parecem estar finamente ajustadas. Diferenças minúsculas em valores como a carga do elétron ou a força das forças fundamentais poderiam impedir que estrelas formassem elementos pesados necessários para planetas e vida.
O que torna esta pesquisa incomum é que ela muda a discussão do nível das estrelas e galáxias para o nível das células vivas. Argumentos anteriores de ajuste fino frequentemente se concentravam em reações nucleares dentro das estrelas. Este trabalho argumenta que mesmo que estrelas e elementos pesados ainda se formassem, a vida poderia continuar impossível se os líquidos não pudessem fluir adequadamente dentro dos organismos.
Isso introduz uma segunda camada de ajuste fino. As constantes não apenas parecem compatíveis com um universo cheio de matéria, mas também com sistemas biológicos que dependem de dinâmicas líquidas delicadas.
Os pesquisadores sugerem até que múltiplas etapas de ajuste possam ter ocorrido. No artigo, Trachenko compara a possibilidade a uma evolução biológica, onde características emergem independentemente ao longo do tempo. A ideia continua sendo especulativa, mas levanta a possibilidade de que a natureza pode favorecer estruturas físicas estáveis de maneiras que os cientistas ainda não compreendem completamente.
Pesquisas Posteriores Expandiram a Ideia
Desde a publicação original, os cientistas continuaram explorando como a viscosidade, a difusão e o comportamento dos fluidos se conectam à física fundamental. Trabalhos teóricos subsequentes analisaram como o movimento dos líquidos dentro das células pode impor limites adicionais aos valores das constantes físicas, especialmente em sistemas envolvendo “máquinas” bioquímicas, como motores moleculares.
Outros pesquisadores também examinaram como a viscosidade em si pode surgir de leis físicas mais profundas. Uma análise de 2023 destacou as crescentes evidências de que a viscosidade líquida pode estar ligada a limites físicos universais, em vez de ser simplesmente uma propriedade medida em laboratórios.
Juntos, esses estudos estão ajudando a reformular um antigo mistério científico. Em vez de ver as constantes da natureza apenas pela ótica da cosmologia e da física de partículas, os cientistas estão cada vez mais perguntando se as condições necessárias para líquidos fluindo e células funcionando também devem ser parte da equação.
Poderiam a Física e a Biologia Estar Mais Conectadas do Que Pensávamos?
A ideia continua sendo altamente teórica, e muitos físicos advertiriam que ainda não há uma explicação aceita para por que as constantes da natureza têm seus valores observados. Mas a pesquisa abre um caminho inesperado para pensar sobre uma das maiores questões da ciência.
Durante décadas, o mistério das constantes fundamentais foi explorado principalmente por meio de buracos negros, estrelas e partículas subatômicas. Este trabalho sugere que a resposta pode envolver também algo muito mais próximo da vida cotidiana: a simples habilidade dos líquidos de fluir através das células vivas.
