Чому для інопланетян повинні бути форми життя на основі вуглецю?

Так що виправте мене, якщо я помиляюся, але, шукаючи додаткового земного життя, вчені зазвичай шукають ознаки, на які вони очікували б процвітати на Землі. Ми шукаємо умови на планетах, які відповідають певним критеріям, наприклад, досить близьких до сонця для вода, навколишнє середовище для життєдіяльності на основі вуглецю існує. Мені було цікаво; чому не може інопланетянин бути життєвою формою на основі сірки, яка заради аргументації п'є свинець і дихає хлором, як ми киснем.

_{Я хочу почати з відмови від відповідальності, що я не хімік, і, сподіваюся, я не накручую жодної хімії. Якщо я це зробити, будь ласка, дайте мені знати.}

Я думаю, що Білл Ертелл вдарив цвяхом по голові. Тільки тому, що ви можете уявити собі вид, який може пити свинець, не означає, що це насправді фізично можливо. Тільки специфічні атоми можуть складати основу (надзвичайно) складних органічних молекул, необхідних для формування життя, а Карбон - атом, який може це зробити. Основна причина цього полягає в тому, що Карбон має чотири валентні електрони, а його зовнішня оболонка може вміщувати вісім, що дозволяє йому утворювати міцні та різноманітні зв’язки, які більшість інших атомів просто не можуть утворити. Таким чином, Карбон є найбільш логічним елементом для формування основи органічних молекул.

Інші форми життя на основі ___

Просуваючись вниз по періодичній таблиці, ви бачите, що Кремній має ті ж властивості (4 валентні вибори, 8 можливих), і ви, можливо, схильні думати, що ви могли б створити якесь життя на основі кремнію. Ця тема широко розглядалася , але ви стикаєтесь з низкою проблем, які роблять життя на основі Кремнію нездійсненним. Основна причина полягає в тому, що Кремній просто набагато більший і масивніший, ніж Карбон (має ядро ​​з 28 нуклонами порівняно з 12 Вуглецем). Це робить Силікон складнішим для формування необхідних зв'язків, які Карбон може легко сформувати, і вам не пощастить в правильному стані. Подібні проблеми виникають і з іншими елементами " групи вуглецю ", за винятком того, що вони ще більше посилюються ще більшою масою.

Є багато інших "органічних" конфігурацій, які хіміки вважають такими, як життя на основі бору або життя на основі сірки, але всі вони мають певну проблему, яка ускладнює її існування. Деякі є більш можливими, ніж інші, але життя на основі вуглецю, як ми це знаємо, просто здається найкращим рішенням. Якби ви дали комусь всі елементи періодичної таблиці і сказали, що ви робите органічне життя, вони, мабуть, повернуться до життя на основі вуглецю, тому що це найпростіше. Вам не доведеться долати стільки перешкод.

Спостереження

Окрім непрактичності життя, що не має вуглецю, ви повинні врахувати, що все, що ми бачили у Всесвіті, що стосується органічної хімії, вказує на те, що Всесвіт наповнений хімією на основі вуглецю. Астрономи змогли подивитися на комети, міжзоряні хмари пилу та всілякі місця та час від часу, вони бачать складні органічні молекули на основі вуглецю. Наприклад:

• Ми знайшли поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ) по всій Сонячній системі та галактиці ,
• $-$
• Органічні молекули були знайдені (і, як вважається, утворилися) на Церері.

Справа в тому, що Всесвіт здається готовим почати формувати життя на основі вуглецю скрізь. Куди б ми не подивилися, ми бачимо органічні молекули, які є Карбоном як основою їхньої структури. Ніде ми не бачимо складних молекул на основі кремнію (або чогось навіть більш шаленого). Це дуже вказує на те, що Карбон - це шлях, якщо ви хочете швидко та легко сформувати життя.

Напевно, є ще 100 причин, щоб прихилити Карбон над чимось іншим, але це поглинається в більш складну хімію, ніж я торкнувся тут, і я не так знаю про це. Я думаю, що це питання отримає більш глибоку відповідь з хімії на обміні стека хімії .

Вуглець - як лего-технік. Він з'єднує воду з органічними сполуками, які мають усі хімічні та фізичні властивості - від летючого розчинника до сиропу до олії до дьогтю та гірської породи.

Кремній схожий на лего, спробуйте побудувати з нього автомобіль, важко знайти хороший розчинник для нього. він навіть не може зв’язати Х. Сілан, що є еквівалентом метану, не відбувається природним чином на нашій планеті, він надто нестабільний. оскільки кремній не утворює сполук ОН, він не має ковкості води, він завжди кам'янистий і нестійкий, за винятком -200 градусів, де він може бути більш універсальним, ніж вуглець. сполуки кремнію при -180 градусах С цікаві і їх варто вивчити, їм знадобиться криогенний космічний костюм, щоб зберегти їх в прохолоді, і якщо ви знімаєте їх, вони б розпорошували рідкий кисень скрізь.

Сірка навіть менш універсальна, ніж кремній. він утворює лише лінійні ланцюги і є гіперреактивним з воднем.

Вам знадобиться розчинник, крім води, який використовується на основі вуглецю. Аміак, формальдегід, сірчана кислота, рідкий азот, фторид водню, метан, вуглеводні, надкритичні рідини.

Можливо, складні робототехнічні форми життя є одними з найпростіших для складання. Життєві форми, які можуть бути спроектовані штучним інтелектом, використовувати найбільш розповсюджені ресурси при температурі навколишнього середовища, швидше за все, ніж складні форми життя, що використовують інші, ніж вуглець. Це тому, що великий комп'ютер може конструювати транзистори / механіку, які працюють з будь-якими металами та провідниками в дуже холодних температурах (алюміній може структурно обробляти -130 кельвінів легко), а роботизовані форми життя воліють перебувати в стабільних умовах без біології, хмар, дощу , вода, в холодних умовах, їм було б легше.

Вуглець може утримувати одне з найстійкіших 4-х з'єднань зв'язку. Ми бачимо, як життя складається на землі і грунтуючись на властивостях життя тут, ми робимо освічені здогадки про те, на чому має базуватися життя в інших частинах Всесвіту, враховуючи, що існує інше життя.

Щоб відповісти на другу частину другої, причина, по якій ми вдихаємо кисень, полягає в тому, щоб дати можливість виконувати певні клітинні функції, найважливішою причиною є дихання. C6H12O6 + O2 дає CO2 + H2O + 36-38 АТФ. АТФ - це молекула, яку організм використовує як енергію. Кисень важливий для нас, оскільки він використовується в хімічній реакції, яка дає енергію нашому організму. Якби іноземець дихав хлором, йому знадобився би хімічний процес, який використовує хлор у своєму організмі. Що стосується життя на основі сірки, я не знаю, чи достатньо стірна сірка, щоб утримувати ті самі зв’язки, що і вуглець. З того, що вчені знають, вуглець є найкращою універсальною органічною базою через свої стійкі 4 зв’язки.

Можлива також життєва форма на основі кисню, враховуючи, що кисень легко зв’язується з іншими молекулами. Крім того, як вчені насправді знають, що закони фізики, хімії та життя застосовуються скрізь? Чому б не просто Земля чи наша Сонячна система? Чому б не просто Чумацький Шлях? У різних галактиках можуть бути різні закони та можливості, яких люди, швидше за все, ніколи не відкриють. Хто ми, щоб вирішити, який істинний правдивий, а що ні, коли він ніколи насправді не буде відомий? Мені все одно, що життя на Землі могло бути найпростішим і не вражаючим у всьому Всесвіті. Ми могли б мати інтелект і тривалість життя личинки порівняно з якоюсь формою існування. Зрештою, життя - це лише машина. Що нам все-таки слід подбати? Ми мусимо; це єдина відома причина того, чому існує життя. Щоб заповнити порожнечу. Бути там. Що' s поза існуванням? Можливо, туди веде чорна діра. Чесно кажучи, цей світ далеко за межами будь-якого можливого розуміння, далеко поза досяжності будь-кого з нас. Зрештою, ми всі тіла в немислимо великому світі буття. Плями пилу в двовимірному просторі. Насправді ми лише варті чогось собі.