Le costanti fondamentali dell’Universo potrebbero nascondere un segreto che nessuno si aspettava, e ha a che fare con qualcosa di sorprendentemente banale: il modo in cui i liquidi scorrono dentro le cellule viventi. Uno studio condotto dalla Queen Mary University of London suggerisce che queste regole profonde della fisica, quelle che governano tutto, dagli atomi alle stelle, si trovano in una finestra incredibilmente stretta. Una sorta di “zona perfetta” che permette alla vita di esistere. Basterebbero variazioni minuscole, dell’ordine di pochi punti percentuali, per rendere il sangue troppo denso, l’acqua troppo appiccicosa o il movimento cellulare del tutto impossibile.

La ricerca, pubblicata su Science Advances nel 2023 e tornata al centro del dibattito scientifico nel maggio 2026, parte da un lavoro precedente del fisico Kostya Trachenko e dei suoi colleghi. Quel primo studio aveva dimostrato che la viscosità dei liquidi è legata direttamente alle costanti fondamentali della fisica, stabilendo un limite inferiore per la fluidità di qualsiasi liquido. La novità sta nel passo successivo: estendere quell’intuizione al campo della biologia, chiedendosi se le stesse leggi che plasmano il cosmo determinino anche, in silenzio, se una cellula può funzionare oppure no.

Perché la viscosità dei liquidi è così cruciale per la vita

La vita, a livello microscopico, è tutta una questione di movimento. I nutrienti devono attraversare le cellule, le proteine devono ripiegarsi nel modo giusto, le molecole si diffondono continuamente in ambienti acquosi. Tutto questo dipende dalla viscosità, cioè dalla facilità con cui un liquido scorre. Secondo i ricercatori, l’Universo opera dentro una finestra “bio-compatibile” sorprendentemente ristretta, dove viscosità e diffusione restano adatte alla vita.

Trachenko lo ha spiegato in modo piuttosto diretto: se l’acqua fosse viscosa come il catrame, la vita non esisterebbe nella forma che conosciamo, o forse non esisterebbe affatto. E questo vale per qualunque forma di vita che utilizzi lo stato liquido per funzionare. Non parliamo solo di oceani o bicchieri d’acqua. Il sangue umano, i fluidi cellulari, tutta la chimica che alimenta gli organismi viventi dipendono da proprietà di flusso calibrate con una precisione quasi assurda. Qualsiasi variazione delle costanti fisiche fondamentali, sia in aumento che in diminuzione, sarebbe una cattiva notizia per la fluidodinamica biologica.

Un nuovo modo di guardare al fine tuning cosmico

Da decenni i fisici discutono sul perché le costanti dell’Universo sembrino così finemente regolate. Differenze minime nel valore della carica dell’elettrone o nella forza delle interazioni fondamentali impedirebbero alle stelle di produrre gli elementi pesanti necessari per pianeti e vita. Quello che rende questa ricerca diversa è lo spostamento di prospettiva: dal livello cosmico, stelle e galassie, si scende fino al livello delle cellule viventi.

Gli argomenti classici sul fine tuning si concentravano sulle reazioni nucleari stellari. Questo lavoro aggiunge un secondo livello: anche se stelle ed elementi pesanti continuassero a formarsi, la vita resterebbe impossibile se i liquidi non potessero scorrere correttamente dentro gli organismi. Le costanti fondamentali dell’Universo non devono solo essere compatibili con un cosmo pieno di materia, ma anche con sistemi biologici che dipendono da dinamiche liquide estremamente delicate.

Dal 2023 in poi, altri scienziati hanno continuato a esplorare queste connessioni. Studi teorici successivi hanno analizzato come il moto dei liquidi nelle cellule possa imporre limiti aggiuntivi ai valori delle costanti fisiche, soprattutto nei sistemi che coinvolgono “macchine” biochimiche come i motori molecolari. Per decenni il mistero delle costanti fondamentali è stato esplorato attraverso buchi neri, particelle subatomiche e astrofisica. Questa ricerca suggerisce che la risposta potrebbe trovarsi anche in qualcosa di molto più vicino alla vita quotidiana: la semplice capacità dei liquidi di scorrere attraverso le cellule di un organismo vivente.

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La frattura dei liquidi non era qualcosa che la scienza riteneva possibile. Eppure un gruppo di ricercatori della Drexel University ha dimostrato esattamente il contrario: sotto determinate condizioni di stress, anche un liquido semplice può spezzarsi di netto, proprio come farebbe un pezzo di metallo. Una scoperta pubblicata sulla rivista Physical Review Letters che ha colto di sorpresa persino chi l’ha fatta.

Il tutto è nato quasi per caso. Il team guidato da Thamires Lima e Nicolas Alvarez stava analizzando due liquidi semplici, simili al catrame, nell’ambito di una collaborazione con ExxonMobil. Durante un test di reologia estensionale, che serve a misurare la forza necessaria per far scorrere un fluido, è successo qualcosa di anomalo. Invece di assottigliarsi gradualmente come ci si aspetterebbe, i liquidi si sono spezzati all’improvviso, con un rumore secco e forte. Lima ha raccontato di essersi spaventata, pensando inizialmente che si fosse rotto lo strumento. E invece no: era il fluido che si era fratturato.

Con una telecamera ad alta velocità, i ricercatori hanno catturato un comportamento tipico dei materiali solidi. La cosiddetta frattura fragile, quel fenomeno per cui un materiale si allunga fino a raggiungere un punto critico e poi cede di colpo, era stata osservata per la prima volta in un liquido puro, non in un polimero o in una sostanza viscoelastica.

Il ruolo della viscosità: non serve l’elasticità per rompersi

Fino a oggi la comunità scientifica associava la frattura esclusivamente all’elasticità, cioè alla capacità di un materiale di accumulare e resistere allo stress meccanico. I liquidi semplici, per definizione, non accumulano stress: scorrono. Questo rendeva impensabile che potessero fratturarsi. Ma gli esperimenti della Drexel University hanno dimostrato che è la viscosità il fattore determinante. È la resistenza al flusso, non la capacità di immagazzinare energia, a rendere possibile questa rottura.

Per verificare l’ipotesi, il team ha testato un altro liquido semplice, lo stirene oligomero, con la stessa viscosità dei primi campioni. Anche questo si è spezzato nelle stesse condizioni, raggiungendo un punto critico di 2 megaPascal. Modificando la temperatura per variare la viscosità, i ricercatori hanno trovato ogni volta un tasso di stiramento specifico capace di innescare la frattura, sempre legato alla stessa soglia di stress critico. Quando la viscosità era troppo bassa, la strumentazione non riusciva a stirare il liquido abbastanza velocemente da provocare la rottura.

Un confronto tra lo stirene oligomero e un liquido polimerico correlato ha mostrato che entrambi si rompevano allo stesso punto critico. Questo suggerisce che il fenomeno non dipende dalla chimica specifica del materiale, ma potrebbe essere generalizzabile a una vasta gamma di liquidi, acqua e olio compresi.

Cosa significa per il futuro della meccanica dei fluidi

Le implicazioni sono enormi. Se davvero tutti i liquidi semplici possono fratturarsi sotto sufficiente stress, occorre ripensare modelli e applicazioni in ambiti come l’idraulica, la stampa 3D e persino lo studio del flusso sanguigno. Il team sta ora indagando le cause profonde del fenomeno. Una delle ipotesi più promettenti chiama in causa la cavitazione, quel processo in cui microscopiche bolle di vapore si formano e collassano rapidamente, generando onde d’urto all’interno del fluido.

Lima ha sottolineato come il prossimo passo sarà capire quanto sia diffuso questo comportamento e se possa essere sfruttato in processi industriali come la filatura delle fibre. Quello che è certo è che la frattura dei liquidi non è più un’ipotesi assurda. È un fatto sperimentale, documentato e ripetibile, che costringe la fisica dei fluidi a fare i conti con qualcosa di davvero inatteso.

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