Dlaczego kosmici muszą być formami życia opartymi na węglu?

Więc popraw mnie, jeśli się mylę, ale szukając życia pozaziemskiego, naukowcy zwykle szukają znaków, których mogliby oczekiwać, aby życie na Ziemi mogło się rozwijać. Szukamy warunków na planetach, które spełniają określone kryteria, np. Wystarczająco blisko słońca dla woda, środowisko dla istnienia form życia na bazie węgla. Zastanawiałem się; dlaczego obcy nie może być formą życia opartą na siarce, która ze względu na argumenty pije ołów i oddycha chlorem tak jak my tlenem.

_{Chcę zacząć od oświadczenia, że ​​nie jestem chemikiem i mam nadzieję, że nie spieprzę żadnej chemii. Jeśli to zrobię, daj mi znać.}

Myślę, że Bill Oertell uderzył się w głowę. To, że potrafisz sobie wyobrazić gatunek, który pije ołów, nie oznacza, że ​​jest to fizycznie możliwe. Tylko konkretne atomy mogą stanowić podstawę (niezwykle) złożonych cząsteczek organicznych potrzebnych do tworzenia życia, a węgiel może być atomem, który może to zrobić. Głównym tego powodem jest to, że węgiel ma cztery elektrony walencyjne, a jego zewnętrzna powłoka może pomieścić osiem, co pozwala mu tworzyć silne i różnorodne wiązania, których większość innych atomów po prostu nie może utworzyć. Jako taki, węgiel jest najbardziej logicznym pierwiastkiem, który tworzy kręgosłup cząsteczek organicznych.

Inne formy życia oparte na ___

Przechodząc w dół układu okresowego, możesz zobaczyć, że Krzem ma te same właściwości (4 wybory walencyjne, 8 możliwych) i możesz być skłonny myśleć, że możesz stworzyć coś w rodzaju życia opartego na krzemie. Temat ten był szeroko rozważany , ale napotykasz szereg problemów, które sprawiają, że życie na bazie krzemu jest niewykonalne. Głównym powodem jest to, że Krzem jest po prostu znacznie większy i bardziej masywny niż węgiel (mający jądro z 28 nukleonami w porównaniu z węglem 12). Utrudnia to Siliconowi utworzenie niezbędnych wiązań, które Carbon może łatwo utworzyć, i masz pecha od samego początku. Podobne problemy występują w przypadku innych elementów „ grupy węglowej ”, z tym wyjątkiem, że są jeszcze bardziej zaostrzone przez jeszcze większe masy.

Chemicy zastanawiali się nad wieloma innymi konfiguracjami „organicznymi”, takimi jak życie na bazie boru lub życie na bazie siarki, ale wszystkie mają pewien problem, który utrudnia jego istnienie. Niektóre są bardziej możliwe niż inne, ale życie oparte na węglu, jak wiemy, wydaje się być najlepszym rozwiązaniem. Jeśli podasz komuś wszystkie elementy układu okresowego i powiesz: stwórz życie organiczne, prawdopodobnie wrócą z życiem opartym na węglu, ponieważ jest to najłatwiejsze. Nie musisz pokonywać tylu przeszkód.

Spostrzeżenia

Oprócz niepraktyczności życia nie opartego na węglu, musisz wziąć pod uwagę, że wszystko, co widzieliśmy we wszechświecie, jeśli chodzi o chemię organiczną, wskazuje na to, że wszechświat jest wypełniony chemią na bazie węgla. Astronomowie byli w stanie patrzeć na komety, międzygwiezdne chmury pyłu i wszelkiego rodzaju miejsca, a za każdym razem widzą złożone, oparte na węglu cząsteczki organiczne. Na przykład:

• Znaleźliśmy wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) w całym Układzie Słonecznym i galaktyce ,
• Astronomowie znaleźli również takie rzeczy, jak cyjanek i-propylu w meteorytach i pyle międzygwiezdnym cząsteczka organiczna, która jest niezbędnym składnikiem aminokwasów ,$-$
• Na Ceres znaleziono (i prawdopodobnie utworzono) cząsteczki organiczne.

Chodzi mi o to, że wszechświat wydaje się gotowy do rozpoczęcia życia na bazie węgla. Gdziekolwiek spojrzymy, widzimy cząsteczki organiczne, które mają węgiel jako kręgosłup ich struktury. Nigdzie nie widzimy złożonych cząsteczek opartych na krzemie (ani czegoś bardziej szalonego). Jest to bardzo sugestywne, że Carbon jest właściwą drogą, jeśli chcesz szybko i łatwo tworzyć życie.

Prawdopodobnie istnieje 100 innych powodów, aby faworyzować węgiel w stosunku do czegoś innego, ale zagłębia się on w bardziej skomplikowaną chemię, o której tu nie wspomniałem i nie jestem o tym tak dobrze poinformowany. Myślę, że to pytanie uzyskałoby bardziej dogłębną odpowiedź chemiczną na wymianie stosu chemicznego .

Węgiel jest jak technika Lego. Łączy wodę w związki organiczne, które mają wszystkie właściwości chemiczne i fizyczne, od lotnego rozpuszczalnika, syropu, oleju, smoły i skał.

Krzem jest jak LEGO, spróbuj zbudować z niego samochód, trudno znaleźć dobry rozpuszczalnik. nie może nawet wiązać H. Silan, który jest odpowiednikiem metanu, nie występuje naturalnie na naszej planecie, jest zbyt niestabilny. ponieważ krzem nie tworzy związków OH, nie ma plastyczności wody, jest zawsze skalisty i niestabilny, z wyjątkiem temperatury -200 stopni, gdzie może być bardziej wszechstronny niż węgiel. związki krzemu w temperaturze poniżej -180 stopni C są interesujące i warte zbadania, potrzebowaliby kosmicznego skafandra kryogenicznego, aby utrzymać je w chłodzie, a jeśli je zastrzelisz, rozpylą wszędzie ciekły tlen.

Siarka jest jeszcze mniej wszechstronna niż krzem. tworzy tylko łańcuchy liniowe i jest bardzo reaktywny z wodorem.

Potrzebny byłby inny rozpuszczalnik niż woda, który jest używany na bazie węgla. Amoniak, formaldehyd, kwas siarkowy, ciekły azot, fluorowodór, metan, węglowodory, płyny nadkrytyczne.

Być może złożone robotyczne formy życia są jednymi z najłatwiejszych do nadrobienia. Formy życia, które mogą być zaprojektowane przez sztuczną inteligencję, aby wykorzystywać najczęściej dostępne zasoby w temperaturach otoczenia, są bardziej prawdopodobne niż złożone formy życia wykorzystujące inne niż węgiel. Wynika to z faktu, że duży komputer może projektować tranzystory / mechanikę, które pracują z dowolnymi metalami i przewodnikami w bardzo niskich temperaturach (aluminium może z łatwością obsługiwać konstrukcję -130 kelwinów), a roboty-formy wolałyby przebywać w stabilnym środowisku bez biologii, chmur, deszczu , woda, w zimnym otoczeniu, byłoby im łatwiej.

Węgiel może utrzymać jedno z najbardziej stabilnych połączeń 4 wiązań z elementów. Widzimy, jak kształtuje się życie na ziemi i opierając się na jego właściwościach, zgadujemy, na czym polega życie w innych częściach wszechświata, biorąc pod uwagę, że istnieje inne życie.

Aby odpowiedzieć na drugą część drugiej, powodem, dla którego wdychamy tlen, jest umożliwienie pewnych funkcji komórkowych, najważniejsze jest oddychanie. C6H12O6 + O2 daje CO2 + H2O + 36-38 ATP. ATP jest cząsteczką, którą ciało wykorzystuje jako energię. Tlen jest dla nas niezbędny, ponieważ jest wykorzystywany w reakcji chemicznej, która daje energię naszemu ciału. Gdyby kosmita oddychał chlorem, musiałby przejść proces chemiczny, który wykorzystuje chlor w jego ciele. Jeśli chodzi o życie na bazie siarki, nie wiem, czy siarka jest wystarczająco stabilna, aby utrzymać takie same wiązania jak węgiel. Z tego, co wiedzą naukowcy, węgiel jest najlepszą uniwersalną bazą organiczną ze względu na jego stabilne 4 wiązania.

Możliwa jest również forma życia oparta na tlenie, biorąc pod uwagę, że tlen łatwo wiąże się z innymi cząsteczkami. Ponadto, skąd naukowcy faktycznie wiedzą, że prawa fizyki, chemii i życia obowiązują wszędzie? Dlaczego nie tylko Ziemia czy nasz Układ Słoneczny? Dlaczego nie tylko Droga Mleczna? W różnych galaktykach mogą istnieć różne prawa i możliwości, których ludzie najprawdopodobniej nigdy nie odkryją. Kim jesteśmy, aby zdecydować, który identyfikator jest prawdziwy, a co nie, kiedy nigdy nie będzie znany? Zależy mi na tym, aby życie na Ziemi mogło być najprostsze i mało imponujące w całym wszechświecie. Moglibyśmy mieć inteligencję i długość życia robaka w porównaniu do jakiejś formy istnienia. Życie jest przecież tylko maszyną. Co i tak powinno nas obchodzić? Musimy; to jedyny znany powód, dla którego istnieje życie. Aby wypełnić pustkę. Być tam. Co' jest poza egzystencją? Może właśnie tam prowadzi czarna dziura. Szczerze mówiąc, ten świat jest daleko poza wszelkim wyobrażeniem, daleko poza zasięgiem każdego z nas. W końcu wszyscy jesteśmy ciałami w niepojętym wielkim świecie bytu. Drobinki pyłu w dwuwymiarowej przestrzeni. W rzeczywistości jesteśmy tylko coś dla siebie.