Почему инопланетяне должны быть формами жизни на основе углерода?

Так что поправьте меня, если я ошибаюсь, но при поиске внеземной жизни ученые обычно ищут признаки, которых они ожидали бы для жизни на Земле. Мы ищем условия на планетах, которые соответствуют определенным критериям, например, достаточно близко к солнцу для вода, среда для существования основанных на углероде форм жизни. Я размышлял; почему инопланетянин не может быть формой жизни на основе серы, которая ради спора пьет свинец и вдыхает хлор, как мы делаем кислород.

_{Я хочу начать с заявления об отказе от ответственности за то, что я не химик, и, надеюсь, я не испорчу никакой химии. Если я это сделаю, пожалуйста, дайте мне знать.}

Я думаю, что Билл Эртелл ударил ногтем по голове. То, что вы можете представить себе вид, который может пить свинец, не означает, что это физически возможно. Только конкретные атомы могут сформировать основу (чрезвычайно) сложных органических молекул, необходимых для формирования жизни, и углерод, как оказалось, является атомом, который может это сделать. Основная причина этого заключается в том, что углерод имеет четыре валентных электрона, а его внешняя оболочка может содержать восемь, что позволяет ему образовывать прочные и разнообразные связи, которые большинство других атомов просто не могут образовать. Таким образом, углерод является наиболее логичным элементом для формирования основы органических молекул.

Другие формы жизни на основе ___

Спускаясь вниз по периодической таблице, вы можете увидеть, что у Silicon есть те же свойства (4 валентных выбора, 8 возможных), и вы можете быть склонны думать, что вы могли бы сформировать некую разновидность жизни на основе кремния. Эта тема широко обсуждалась , но вы сталкиваетесь с рядом проблем, которые делают невозможной жизнь на основе кремния. Основная причина заключается в том, что кремний просто намного больше и массивнее, чем углерод (ядро с 28 нуклонами по сравнению с 12 углеродом). Это усложняет Силикону формирование необходимых связей, которые Carbon может легко сформировать, и вам не повезло прямо с самого начала. Подобные проблемы возникают с другими элементами « группы углерода », за исключением того, что они еще более усугубляются еще более высокими массами.

Есть много других "органических" конфигураций, которые рассматривали химики, такие как жизнь на основе бора или жизнь на основе серы, но у всех них есть какая-то проблема, которая затрудняет его существование. Некоторые из них более вероятны, чем другие, но жизнь на основе углерода, как мы ее знаем, кажется лучшим решением. Если бы вы дали кому-то все элементы в периодической таблице и сказали: «Сделайте органическую жизнь», они, вероятно, вернутся к жизни на основе углерода, потому что она самая простая. Вам не нужно преодолевать столько препятствий.

наблюдения

Помимо непрактичности жизни, не основанной на углероде, вы должны учитывать, что все, что мы видели во Вселенной, в том, что касается органической химии, указывает на тот факт, что Вселенная заполнена химией на основе углерода. Астрономы могут наблюдать за кометами, межзвездными пылевыми облаками и всевозможными местами и время от времени, они видят сложные органические молекулы на основе углерода. Например:

• Мы нашли полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) по всей солнечной системе и галактике ,
• Астрономы также обнаружили такие вещи, как и-пропилцианид, в метеоритах и ​​межзвездной пыли органическая молекула, которая является необходимым компонентом аминокислот ,$-$
• Органические молекулы были обнаружены (и, как полагают, образовались) на Церере.

Дело в том, что я здесь говорю, что вселенная, кажется, готова к тому, чтобы начать формировать углеродную жизнь везде. Куда бы мы ни посмотрели, мы видим органические молекулы, у которых углерод является основой их структуры. Нигде мы не видим сложных молекул на основе кремния (или что-то еще более безумное). Это очень наводит на мысль, что Carbon - это путь, если вы хотите быстро и легко сформировать жизнь.

Вероятно, есть еще 100 причин отдать предпочтение Углероду перед чем-то еще, но это углубляется в более сложную химию, чем я здесь затронул, и я не настолько осведомлен об этом. Я думаю, что этот вопрос позволит получить более подробный ответ по химии на бирже стеков химии .

Углерод - это как лего-техника. Он соединяет воду в органические соединения, которые обладают всеми химическими и физическими свойствами, от летучего растворителя до сиропа, масла, смолы и камня.

Кремний - это как lego, попробуйте собрать из него автомобиль, трудно найти для него хороший растворитель. он даже не может связать H. Силан, который является эквивалентом метана, не встречается в природе на нашей планете, он слишком нестабилен. поскольку кремний не образует соединения ОН, он не обладает пластичностью воды, он всегда скалистый и нестабильный, за исключением -200 градусов, где он может быть более универсальным, чем углерод. Соединения кремния при температуре -180 градусов С интересны и заслуживают изучения, им понадобится криогенный скафандр, чтобы они оставались холодными, и если вы застрелите их, они будут распылять жидкий кислород везде.

Сера еще менее универсальна, чем кремний. он образует только линейные цепи и является гиперреактивным с водородом.

Вам понадобится растворитель, отличный от воды, который используется на основе углерода. Аммиак, формальдегид, серная кислота, жидкий азот, фтористый водород, метан, углеводороды, сверхкритические жидкости.

Возможно, сложные роботизированные формы жизни являются одними из самых простых в изготовлении. Жизненные формы, которые могут быть разработаны искусственным интеллектом для использования наиболее доступных ресурсов при температуре окружающей среды, более вероятны, чем сложные формы жизни, использующие другие, чем углерод. Это связано с тем, что большой компьютер может проектировать транзисторы / механики, которые работают с любыми металлами и проводниками при очень низких температурах (алюминий может конструктивно легко выдерживать -130 кельвинов), а роботизированные формы жизни предпочитают находиться в стабильной среде без биологии, облаков и дождя. , вода, в холодных условиях, им было бы легче.

Углерод может удерживать одно из самых устойчивых 4-х соединений из элементов. Мы видим, как жизнь формируется на земле и основывается на свойствах жизни здесь, мы делаем обоснованные предположения о том, что жизнь должна базироваться вокруг в других частях вселенной, учитывая, что есть другая жизнь.

Чтобы ответить на вторую часть второй, причина, по которой мы дышим кислородом, состоит в том, чтобы позволить определенным клеточным функциям иметь место, наиболее важной причиной является дыхание. C6H12O6 + O2 дает CO2 + H2O + 36-38 АТФ. АТФ - это молекула, которую организм использует в качестве энергии. Кислород необходим для нас, потому что он используется в химической реакции, которая дает нашему телу энергию. Если бы инопланетянин дышал хлором, ему понадобился бы химический процесс, который использовал бы хлор в их теле. Что касается жизни на основе серы, я не знаю, является ли сера достаточно стабильной, чтобы удерживать те же связи, что и углерод. Из того, что ученые знают, углерод является лучшей универсальной органической основой из-за его стабильных 4 связей.

Жизненная форма на основе кислорода также возможна, учитывая, что кислород легко связывается с другими молекулами. Кроме того, как ученые на самом деле знают, что законы физики, химии и жизни применяются везде? Почему не только Земля или наша солнечная система? Почему не только Млечный Путь? В разных галактиках могут быть разные законы и возможности, которые люди, скорее всего, никогда не обнаружат. Кто мы такие, чтобы решать, что является истинным, а что нет, когда об этом никогда не узнают? Для меня все равно, жизнь на Земле может быть самой простой и не впечатляющей во всей вселенной. Мы могли бы иметь разум и продолжительность жизни личинки по сравнению с какой-либо формой существования. В конце концов, жизнь - это просто машина. Что нам все равно? Мы должны; это единственная известная причина, почему существует жизнь. Чтобы заполнить пустоту. Быть там. Какие' вне существования? Может быть, к этому ведет черная дыра. Честно говоря, этот мир далеко за пределами любого мыслимого понимания, далеко за пределами досягаемости любого из нас. В конце концов, мы все являемся телами в невероятно большом мире бытия. Пятно пыли в двумерном пространстве. На самом деле мы чего-то стоим только для себя.