Вчені заявили про відкриття невідомого закону природи. Про що ми досі не знали?

У нашому величезному Всесвіті існує безліч складних систем, що розвиваються, навіть за межами біології. Від зростання зірок до пребіотичної хімії — різноманітні суміші матеріалів часто здатні набувати найскладніших форм. Проте, на відміну від багатьох інших фізичних явищ, їх мінлива природа ще не була представлена окремим законом.

Так стверджує команда астробіологів, мінералогів, фізиків-теоретиків, філософів та фахівців з обробки даних зі США. Саме їм вдалося знайти невідомий "закон природи", що описує шлях розвитку всього у Всесвіті. Свою працю фахівці опублікували у провідному американському науковому журналі PNAS, повідомляє Science Alert.

"Враховуючи всюдисущість систем, що еволюціонують у світі природи, доволі дивно, що один або кілька законів, які описують їхню поведінку, не з’явилися швидше", — пишуть автори.

Який закон природи відкрили науковці

Дослідники запропонували "закон збільшення функціональної інформації". Він говорить про те, що еволюція в усіх її формах неминуче призводить до збільшення  структурності, різноманітності та комплексності у складних природних системах.

Еволюція, звичайно, не є унікальною для біосфери Землі. Вона відбувається в інших надзвичайно складних системах, до прикладу, таких як наша Сонячна система, зірки, атоми та мінерали.

"Всесвіт створює нові комбінації атомів, молекул, клітин тощо. Ті комбінації, які є стабільними та можуть продовжувати створювати ще більше новизни, продовжуватимуть розвиватися. Саме це робить життя найяскравішим прикладом еволюції, але еволюція всюди", — каже провідний автор дослідження, астробіолог з Інституту науки Карнегі у Вашингтоні, округ Колумбія Майкл Вонг.

У своїй науковій праці вчені описали, як прості водень і гелій — два найпоширеніші елементи після Великого вибуху — об’єдналися, щоб утворити перші зірки. А коли зірка досягає кінця свого життя, вона може генерувати понад 100 елементів з приблизно 2000 різновидами ізотопів.

Також дослідники зазначають, що на нашій планеті величезне розмаїття "видів" мінералів було створено з простого початку, коли планета утворилася 4,55–2,5 мільярда років тому. А зараз на Землі відомо понад 5900 видів мінералів, які ставали дедалі складнішими за хімічним складом, оскільки нові форми життя вивільняли кисень в атмосферу.

А ось до прикладу, реакція заліза з мінералами на основі кисню відкрила нову еру стародавнього життя та заклала основу для нашої власної еволюції у тандемі з іншими мінералами.

Складність мінералогії Землі зростала у міру того, як життя розвивалося від одноклітинних до багатоклітинних організмів і формувалися екосистеми. Широкий спектр мінералів, що утворилися, змінив хід еволюції та її варіанти.

Біологічні та мінеральні системи постійно взаємодіють, впливаючи на різноманітність одна одної, і життя, яке ми знаємо, є результатом цієї взаємодії.

Як пояснюють науковці, системи, що розвиваються, володіють трьома примітними якостями:

1. Формуються із численних компонентів, які можуть приймати різні конфігурації.
2. Існують процеси, які регулюють ці зміни.
3. Конфігурації вибираються з урахуванням функції.

Отже, чи є щось у способі передачі інформації, що пояснює спільні характеристики, здавалося б, різноманітних систем, що розвиваються? Чи може існувати універсальна основа для відбору? Команда вважає, що обидві відповіді — так.

"Важливим компонентом пропонованого природного закону є ідея "відбору за функцією", — пояснює Вонг.

Згідно з Дарвіном, основною функцією організму в контексті біології є забезпечення власного виживання на такий термін, який дозволить успішно дати потомство, розмножитися.

Однак команда вчених каже, що їх новий закон природи розширює наше розуміння, вказуючи на існування трьох різних типів функцій у природному світі.

Найфундаментальнішу функцію, яку ми можемо назвати "статичною стійкістю", є підтримка стабільного розташування атомів або молекул.

"Динамічна наполегливість" описує, як системи, які є динамічними та мають доступ до постійних джерел енергії, також мають більше шансів витримувати.

І, нарешті, "генерація новизни" належить до схильності систем, що розвиваються, створювати нові конфігурації, що може призвести до дивовижної нової поведінки або характеристик.

Вонг і команда зазначають, що фізичні закони руху, гравітації, електромагнетизму та термодинаміки керують функціями макроскопічних природних систем у просторі та часі. Тож має сенс, що ми повинні мати закон природи для еволюції.

"Асиметрична траєкторія, заснована на функціональності, може здатися протилежною науковому аналізу. Тим не менше, ми припускаємо, що відбір на основі статичної стійкості, динамічної стійкості та генерації новизни є універсальним процесом, який призводить до систем із підвищеною функціональною інформацією", — підсумовує команда.

Раніше ми писали, один з науковців виклав ґрунтовну теорію, яка пояснює, чому ми насправді живимо у симуляції. 

Нагадаємо, ми розповідали, чи справді ми всі створені із зоряного пилу і зіркам довелося померти, щоб подарувати нове життя.