Les scientifiques ont fait une découverte qui pourrait changer notre compréhension de l'univers

Jul 29, 2023

Par Queen Mary University of London30 août 2023

Les scientifiques ont révélé que les constantes fondamentales, auparavant considérées comme immuables, peuvent varier dans une certaine mesure. Cette variabilité est essentielle au maintien de la viscosité nécessaire aux processus vitaux au sein des cellules.

Researchers from Queen Mary University of London have made a discovery that could change our understanding of the universe. In their study published on August 23 in the journal Science Advances<em>Science Advances</em> is a peer-reviewed, open-access scientific journal that is published by the American Association for the Advancement of Science (AAAS). It was launched in 2015 and covers a wide range of topics in the natural sciences, including biology, chemistry, earth and environmental sciences, materials science, and physics." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Grâce aux progrès de la science, ils révèlent, pour la première fois, qu'il existe une plage dans laquelle les constantes fondamentales peuvent varier, permettant ainsi la viscosité nécessaire aux processus vitaux pour se produire à l'intérieur et entre les cellules vivantes. Il s’agit d’une pièce importante du puzzle pour déterminer d’où viennent ces constantes et quel est leur impact sur la vie telle que nous la connaissons.

En 2020, la même équipe a découvert que la viscosité des liquides est déterminée par des constantes physiques fondamentales, fixant une limite au degré d’écoulement d’un liquide. Ce résultat est désormais intégré au domaine des sciences de la vie.

Les constantes physiques fondamentales façonnent la structure de l’univers dans lequel nous vivons. Les constantes physiques sont des quantités dont la valeur est généralement considérée comme étant à la fois universelle par nature et restant inchangée dans le temps – par exemple, la masse de l’électron. Ils régissent les réactions nucléaires et peuvent conduire à la formation de structures moléculaires essentielles à la vie, mais leur origine est inconnue. Cette recherche pourrait rapprocher les scientifiques de la détermination de l’origine de ces constantes.

L'image montre comment les constantes fondamentales de la nature fixent la limite inférieure fondamentale de la viscosité du liquide. Crédit : thehackneycollective.com

« Comprendre comment l'eau s'écoule dans une tasse s'avère être étroitement lié au grand défi consistant à déterminer les constantes fondamentales. Les processus vitaux dans et entre les cellules vivantes nécessitent du mouvement et c'est la viscosité qui définit les propriétés de ce mouvement. Si les constantes fondamentales changeaient, la viscosité changerait également, ce qui aurait un impact sur la vie telle que nous la connaissons. Par exemple, si l’eau était aussi visqueuse que le goudron, la vie n’existerait pas sous sa forme actuelle, voire n’existerait pas du tout. Cela s’applique au-delà de l’eau, donc toutes les formes de vie utilisant l’état liquide pour fonctionner seraient affectées. »

«Toute modification des constantes fondamentales, y compris une augmentation ou une diminution, serait tout aussi mauvaise pour le débit et pour la vie en milieu liquide. Nous nous attendons à ce que la fenêtre soit assez étroite : par exemple, la viscosité de notre sang deviendrait trop épaisse ou trop fine pour le fonctionnement du corps avec seulement quelques pour cent de changement de certaines constantes fondamentales telles que la constante de Planck ou la charge électronique. » a déclaré le professeur de physique Kostya Trachenko.

Étonnamment, on pensait que les constantes fondamentales étaient réglées il y a des milliards d’années pour produire des noyaux lourds dans les étoiles, et à l’époque la vie telle que nous la connaissons aujourd’hui n’existait pas. Il n’était pas nécessaire que ces constantes soient affinées à ce stade pour permettre également la vie cellulaire des milliards d’années plus tard, et pourtant ces constantes s’avèrent biocompatibles pour circuler dans et entre les cellules vivantes.

Une conjecture qui l'accompagne est que plusieurs ajustements pourraient avoir été impliqués, ce qui suggère alors une similitude avec l'évolution biologique où les traits ont été acquis indépendamment. Grâce à des mécanismes évolutifs, les constantes fondamentales peuvent être le résultat de l’arrivée de la nature à des structures physiques durables. Il reste à voir comment les principes de l’évolution peuvent être utiles pour comprendre l’origine des constantes fondamentales.

Référence : « Contraintes sur les constantes physiques fondamentales de la viscosité et de la diffusion bio-friendly » par Kostya Trachenko, 23 août 2023, Science Advances.DOI : 10.1126/sciadv.adh9024