ถอดรหัส Fine-tuning: จากกฎฟิสิกส์ระดับเอกภพ สู่ความมหัศจรรย์ของของเหลวในเซลล์
เมื่อพูดถึงแนวคิดเรื่อง “การปรับจูนของจักรวาล” (Fine-tuning) นักวิทยาศาสตร์มักจะนึกถึงภาพความมหัศจรรย์ในระดับมหภาค (Macro) เช่น ค่าแรงโน้มถ่วงที่พอดิบพอดี ค่าพลังงานมืด หรือการระเบิดบิกแบงที่หากผิดเพี้ยนไปแม้เพียงเศษเสี้ยว กาแล็กซี ดาวฤกษ์ และโลกของเราก็คงไม่อาจก่อตัวขึ้นมาได้
ทว่า งานวิจัยล่าสุดจากมหาวิทยาลัยควีนแมรีแห่งลอนดอน (Queen Mary University of London) ได้พานักวิทยาศาสตร์ดำดิ่งลงไปค้นพบความจริงที่น่าทึ่งยิ่งกว่านั้น นั่นคือ กฎฟิสิกส์พื้นฐานของจักรวาลไม่ได้ปรับจูนมาเพื่อสร้างแค่ดวงดาว แต่ถูกออกแบบมาอย่างละเอียดละออลงลึกไปถึง "ความหนืด" ของของเหลวในระดับจุลภาค (Micro) ภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
ความเชื่อมโยงจากควอนตัมสู่โมเลกุลชีวิต
จุดเริ่มต้นของความน่าทึ่งนี้มาจากการศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานอย่าง “ความหนืดของของเหลว” ทีมวิจัยพบว่าอัตราการไหลและการเคลื่อนที่ของโมเลกุลน้ำ เลือด หรือของเหลวในเซลล์ ไม่ได้เกิดขึ้นแบบสุ่ม ๆ แต่ถูกกำหนดโดยค่าคงที่พื้นฐานของฟิสิกส์เอกภพโดยตรง เช่น ค่าคงที่ของพลังค์ (Planck's constant) ที่ควบคุมพฤติกรรมของอนุภาคในระดับควอนตัม และ ประจุของอิเล็กตรอน (Electron charge)
ทีมนักวิจัยจึงได้ตั้งแบบจำลองทางฟิสิกส์ขั้นสูงเพื่อทดสอบสมมติฐานชวนคิด: หากเราลองเปลี่ยนค่าคงที่พื้นฐานเหล่านี้เพียงเล็กน้อย จะเกิดอะไรขึ้นกับระบบชีวภาพ? ผลลัพธ์ที่ได้จากการจำลองสร้างความประหลาดใจให้กับวงการวิทยาศาสตร์อย่างมาก เพราะพบว่า "หน้าต่างแห่งโอกาส" หรือช่วงค่าความหนืดที่ยอมให้ชีวิตดำเนินไปได้นั้น มีขอบเขตที่แคบและจำกัดอย่างยิ่ง
-
หากจักรวาลหนืดเกินไป: ถ้าน้ำหรือของเหลวในเซลล์มีความหนืดเพิ่มขึ้นจนข้นคล้ายยางมะตอย การแพร่กระจายของโมเลกุลสารอาหารจะหยุดชะงัก มอเตอร์โมเลกุล (Molecular motors) ที่ทำหน้าที่ขนส่งโปรตีนภายในเซลล์จะไม่สามารถขับเคลื่อนได้ และกลไกการสื่อสารระหว่างเซลล์จะล้มเหลวทันที
-
หากจักรวาลเหลวเกินไป: ในทางกลับกัน หากค่าน้ำเหลวบางและขาดความหนืดอย่างเหมาะสม โครงสร้างภายในเซลล์และโมเลกุลของโปรตีนต่าง ๆ จะขาดความเสถียร ไม่สามารถคงรูปเพื่อทำหน้าที่ทางชีวภาพที่ซับซ้อนได้
สะพานเชื่อมสองศาสตร์: เมื่อฟิสิกส์กำหนดชีววิทยา
ความสำคัญของงานวิจัยนี้คือการเป็นสะพานเชื่อมโยงระหว่าง "ฟิสิกส์พื้นฐาน" ซึ่งเป็นกฎใหญ่ที่ควบคุมอวกาศอันเวิ้งว้าง เข้ากับ "ระบบชีววิทยา" ในระดับเซลล์ที่เล็กจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
มันกำลังบอกเราว่า ต่อให้จักรวาลในอดีตจะมีความพอดิบพอดีจนสร้างดาวเคราะห์ที่มีน้ำและธาตุคาร์บอนได้สำเร็จ แต่หากกฎควอนตัมไม่ได้ถูกตั้งค่าไว้ให้ของเหลวไหลด้วยความเร็วที่ถูกต้อง ชีวิตก็ไม่มีวันที่จะปฏิสนธิหรือวิวัฒนาการขึ้นมาได้เลย กฎของเอกภพจึงส่งอิทธิพลครอบคลุมและถักทอสิ่งมีชีวิตตั้งแต่โครงสร้างกาแล็กซีไปจนถึงหยดเลือดทุกหยดที่ไหลเวียนอยู่ในร่างกายของเรา
จากแนวคิด Fine-tuning ในมิตินี้ จึงเปลี่ยนมุมมองที่มีต่อจักรวาลไปโดยสิ้นเชิง วิทยาศาสตร์ก้าวล้ำไปไกลจนสามารถอธิบายได้ว่ากลไกเหล่านี้ทำงานอย่างไร แต่สิ่งหนึ่งที่ยังคงเป็นปริศนาที่ตอบไม่ได้คือ "เหตุใด" ทุกอย่างจึงถูกจัดวางไว้อย่างประณีตและสมดุลราวมือที่มองไม่เห็น ความพอดิบพอดีที่ลงลึกไปถึงหยดน้ำในเซลล์นี้ สะท้อนให้เห็นว่าจักรวาลอาจไม่ใช่ผลผลิตจากความบังเอิญที่ไร้ทิศทาง แต่อาจเป็นระบบที่ถูกวางเงื่อนไขมาอย่างละเอียดถี่ถ้วน เพื่อปูทางให้สิ่งมีชีวิตสามารถอุบัติขึ้นและดำรงอยู่ได้อย่างมหัศจรรย์ในพื้นที่แห่งนี้
อ้างอิง: Science Daily. Scientists make stunning discovery that could change our understanding of the Universe.
เขียนโดย davin
เปิด 7 ธนบัตรรัชกาลที่ 9 ไทยในตำนานที่หาดูได้ยาก
เปิด 5 สถานที่จัดกิจกรรมสุดแปลกในโลก ที่เห็นแล้วต้องอยากไปสักครั้ง
เมืองโบราณที่หายจากประวัติศาสตร์ ก่อนถูกค้นพบโดยความบังเอิญ
4 อันดับ ธนบัตรไทย ที่ผลิตน้อยที่สุด
ทำไมหนังผีไทยจึงหลอนคนดูต่างชาติ ทั้งที่ความเชื่อในเรื่องผีไม่เหมือนกัน
เหรียญบาทไทยที่ถูกผลิตน้อยที่สุด และหาได้ยากมากที่สุดในปัจจุบัน
ทำไมแป้นพิมพ์สุดรักจึงช่วย BlackBerry ไม่ได้ บทเรียนจากวันที่ผู้นำมองตลาดช้ากว่าผู้ใช้
สนามบินในประเทศไทยที่ยังคงเปิดอยู่ แต่ไม่มีเที่ยวบินให้บริการเลย
"Dameisha" ชายหาดที่คนแน่นที่สุดในโลก จนแทบไม่เห็นผืนทราย!
สัตว์หิมพานต์ "มอม"
จากคนงานสวนสู้ชีวิต วันนี้กลายเป็นเศรษฐี 12 ล้าน
กรมธนารักษ์เปิดประมูล เหรียญกษาปณ์ ชนิดราคา 10 บาท พ.ศ. 2533 ราคาเริ่มต้นประมูล 300,000 บาท
อีสานมี 20 จังหวัด แต่ Central มาเปิดแค่ 4 จังหวัด! ที่ไหนบ้าง





