ทำไมมนุษย์ต่างดาวถึงต้องเป็นรูปแบบของคาร์บอน?

ดังนั้นแก้ไขให้ถูกต้องถ้าฉันผิด แต่เมื่อค้นหาชีวิตบนบกพิเศษนักวิทยาศาสตร์มักค้นหาสัญญาณที่พวกเขาคาดหวังว่าชีวิตบนโลกจะเจริญเติบโตในเราค้นหาเงื่อนไขบนดาวเคราะห์ที่ตรงกับเงื่อนไขบางอย่างเช่นใกล้พอดวงอาทิตย์ น้ำสภาพแวดล้อมสำหรับรูปแบบชีวิตตามคาร์บอนที่มีอยู่ ฉันสงสัยว่า; เหตุใดคนต่างด้าวจึงไม่สามารถเป็นรูปแบบชีวิตที่มีกำมะถันเป็นเครื่องดื่มที่มีสารตะกั่วและสูดดมคลอรีนได้เหมือนกับที่เราทำออกซิเจน

_{ฉันต้องการเริ่มต้นด้วยคำแถลงปฏิเสธความรับผิดชอบที่ฉันไม่ใช่นักเคมีและหวังว่าฉันจะไม่พลาดเรื่องเคมีเลย ถ้าเป็นเช่นนั้นโปรดแจ้งให้เราทราบ}

ฉันคิดว่าBill Oertellกระแทกเล็บที่หัว เพียงเพราะคุณสามารถจินตนาการถึงสิ่งมีชีวิตที่สามารถดื่มตะกั่วไม่ได้หมายความว่ามันเป็นไปได้จริง ๆ อะตอมที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้นที่สามารถสร้างพื้นฐานของโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากซึ่งจำเป็นต่อการสร้างสิ่งมีชีวิตและคาร์บอนเป็นอะตอมที่สามารถทำเช่นนั้นได้ เหตุผลหลักสำหรับเรื่องนี้คือคาร์บอนมีอิเลคตรอนวาเลนต์สี่ตัวและชั้นนอกของมันสามารถเก็บได้แปดตัวทำให้มันสามารถสร้างพันธะที่แข็งแกร่งและหลากหลายซึ่งอะตอมอื่น ๆ ส่วนใหญ่ไม่สามารถก่อตัวได้ ดังนั้นคาร์บอนจึงเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในการสร้างกระดูกสันหลังของโมเลกุลอินทรีย์

___- รูปแบบการใช้ชีวิตอื่น ๆ

เมื่อเลื่อนลงมาตามตารางธาตุคุณจะเห็นได้ว่าซิลิคอนมีคุณสมบัติเหมือนกัน (การเลือกตั้ง 4 วาเลนซ์ 8 ที่เป็นไปได้) และคุณอาจมีแนวโน้มที่จะคิดว่าคุณสามารถสร้างชีวิตที่อิงกับซิลิคอนได้ หัวข้อนี้ได้รับการพิจารณาอย่างกว้างขวางแต่คุณพบปัญหาหลายอย่างที่ทำให้ชีวิตบนพื้นฐานของซิลิคอนไม่สามารถทำได้ เหตุผลหลักคือซิลิคอนนั้นใหญ่กว่าและมีมวลมากกว่าคาร์บอนมาก (มีนิวเคลียส 28 นิวเคลียสเมื่อเทียบกับคาร์บอน 12) สิ่งนี้ทำให้ซิลิคอนยากขึ้นที่จะสร้างพันธะที่จำเป็นที่ Carbon สามารถก่อตัวขึ้นได้อย่างง่ายดาย ปัญหาที่คล้ายกันเกิดขึ้นกับองค์ประกอบ " กลุ่มคาร์บอน " อื่น ๆยกเว้นพวกเขาจะยิ่งทวีความรุนแรงมากขึ้นโดยมวลที่สูงขึ้น

มีการกำหนดค่าอื่น ๆ อีกมากมายที่นักเคมี "ออร์แกนิค" ได้พิจารณาเช่นชีวิตที่ใช้โบรอนหรือชีวิตที่มีกำมะถัน แต่พวกเขาทั้งหมดมีปัญหาบางอย่างที่ทำให้มันยาก บางอย่างเป็นไปได้มากกว่าที่อื่น ๆ แต่ชีวิตที่ใช้คาร์บอนเป็นที่เรารู้ว่ามันดูเหมือนจะเป็นทางออกที่ดีที่สุด ถ้าคุณให้องค์ประกอบทั้งหมดกับใครบางคนในตารางธาตุและกล่าวว่าทำให้ชีวิตอินทรีย์พวกเขาอาจจะกลับมามีชีวิตที่ใช้คาร์บอนเพราะมันเป็นสิ่งที่ง่ายที่สุด คุณไม่ต้องเอาชนะอุปสรรคมากมาย

ข้อสังเกต

นอกเหนือจากการใช้ชีวิตที่ไม่ใช่คาร์บอนคุณต้องพิจารณาว่าทุกอย่างที่เราเคยเห็นในจักรวาลเท่าที่เคมีอินทรีย์ชี้ไปที่ความจริงที่ว่าจักรวาลเต็มไปด้วยเคมีที่ใช้คาร์บอน นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นดาวหางเมฆฝุ่นระหว่างดวงดาวและสถานที่และเวลาทุกเวลาพวกเขาเห็นโมเลกุลที่ซับซ้อนคาร์บอนที่ใช้อินทรีย์ ตัวอย่างเช่น:

• เราพบโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ทั่วระบบสุริยะและกาแล็คซี่ ,
• $-$
• พบโมเลกุลอินทรีย์ (และเชื่อว่าก่อตัวขึ้น) กับเซเรส

จุดที่ฉันขับรถมาที่นี่ก็คือจักรวาลดูเหมือนว่าพร้อมแล้วที่จะเริ่มต้นสร้างชีวิตที่มีฐานเป็นคาร์บอนในทุกที่ ทุกที่ที่เรามองเราเห็นโมเลกุลอินทรีย์ที่มีคาร์บอนเป็นแกนหลักของโครงสร้าง ไม่มีที่ไหนเลยที่เราจะเห็นโมเลกุลของซิลิกอนที่ซับซ้อน นี่เป็นการชี้นำอย่างมากว่า Carbon เป็นหนทางที่จะไปหากคุณต้องการสร้างชีวิตที่รวดเร็วและง่ายดาย

อาจมีเหตุผลอื่นอีก 100 ข้อที่ให้ความสำคัญกับคาร์บอนมากกว่าอย่างอื่น แต่นั่นทำให้เข้าใจถึงเคมีที่ซับซ้อนกว่าที่ฉันเคยสัมผัสที่นี่และฉันก็ไม่รู้เหมือนกัน ฉันคิดว่าคำถามนี้จะได้รับเพิ่มเติมในเชิงลึกคำตอบทางเคมีในการแลกเปลี่ยนเคมีสแต็ค

คาร์บอนเป็นเหมือนเลโก้เทคนิค มันเชื่อมต่อน้ำเข้ากับสารประกอบอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพทุกชนิดตั้งแต่ตัวทำละลายระเหยไปจนถึงน้ำเชื่อมกับน้ำมันถึงน้ำมันดินและหิน

ซิลิคอนเป็นเหมือนเลโก้ลองสร้างรถออกมาจากมันมันเป็นเรื่องยากที่จะหาตัวทำละลายที่ดีสำหรับมัน มันไม่สามารถผูกมัด H. Silane ซึ่งเทียบเท่ามีเธนไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลกของเรามันไม่เสถียรเกินไป เนื่องจากซิลิกอนไม่ได้เกิดสารประกอบ OH มันจึงไม่มีความอ่อนตัวของน้ำมันมักจะเป็นหินและไม่คงที่ยกเว้นที่ -200 องศาซึ่งสามารถใช้งานได้หลากหลายมากกว่าคาร์บอน สารประกอบซิลิกอนที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า -180 องศาเซลเซียสน่าสนใจและควรค่าแก่การศึกษาพวกมันจะต้องมีชุดอวกาศ kryogenic เพื่อให้มันเย็นและถ้าคุณยิงมันพวกมันจะฉีดออกซิเจนเหลวทุกที่

กำมะถันนั้นมีความหลากหลายน้อยกว่าซิลิคอน มันจะก่อตัวเป็นลูกโซ่เชิงเส้นและมีปฏิกิริยาต่อไฮโดรเจนมากเกินไป

คุณต้องการตัวทำละลายนอกเหนือจากน้ำซึ่งใช้สำหรับคาร์บอน แอมโมเนียฟอร์มัลดีไฮด์กรดซัลฟิวริกไนโตรเจนเหลวไฮโดรเจนฟลูออไรด์มีเธนไฮโดรคาร์บอนของเหลวยิ่งยวด

บางทีรูปแบบชีวิตหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนอาจเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการแต่งหน้า รูปแบบชีวิตที่ออกแบบโดยปัญญาประดิษฐ์การใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ทั่วไปที่อุณหภูมิแวดล้อมมีแนวโน้มมากกว่ารูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนโดยใช้คาร์บอน นั่นเป็นเพราะคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่สามารถออกแบบทรานซิสเตอร์ / กลไกที่ทำงานกับโลหะและตัวนำใด ๆ ในอุณหภูมิที่เย็นจัด (อลูมิเนียมสามารถรองรับโครงสร้าง -130 เคลวินได้อย่างง่ายดาย) และรูปแบบชีวิตหุ่นยนต์ต้องการอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มั่นคงโดยไม่มีชีววิทยาเมฆฝน น้ำในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นมันจะง่ายขึ้นสำหรับพวกเขา

คาร์บอนสามารถยับยั้งการเชื่อมต่อ 4 พันธะที่เสถียรที่สุดจากองค์ประกอบ เราเห็นว่าชีวิตมีรูปร่างเป็นอย่างไรบนโลกและขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของชีวิตที่นี่เราทำการศึกษาเดาว่าชีวิตจะต้องอยู่ในส่วนอื่น ๆ ของจักรวาลเนื่องจากมีชีวิตอื่น ๆ

เพื่อตอบส่วนที่สองของเหตุผลที่เราหายใจในออกซิเจนคือการอนุญาตให้ฟังก์ชั่นมือถือบางอย่างเกิดขึ้นเหตุผลที่สำคัญที่สุดคือการหายใจ C6H12O6 + O2 ให้ CO2 + H2O + 36-38 ATP ATP เป็นโมเลกุลที่ร่างกายใช้เป็นพลังงาน ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเราเพราะมันถูกใช้ในปฏิกิริยาเคมีที่ให้พลังงานแก่ร่างกายของเรา หากคนต่างด้าวต้องหายใจด้วยคลอรีนก็จะต้องมีกระบวนการทางเคมีที่ใช้คลอรีนในร่างกายของพวกเขา สำหรับการมีชีวิตบนพื้นฐานของกำมะถันฉันไม่รู้ว่ากำมะถันนั้นเสถียรพอที่จะจับพันธะกับคาร์บอนหรือไม่ จากสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์รู้คาร์บอนเป็นฐานอินทรีย์สากลที่ดีที่สุดเนื่องจากมีพันธะที่มั่นคง 4 ตัว

อาจมีความเป็นไปได้ที่จะมีรูปแบบการดำรงชีวิตด้วยออกซิเจนเนื่องจากออกซิเจนจะจับกับโมเลกุลอื่น ๆ นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์รู้ได้อย่างไรว่ากฎของฟิสิกส์เคมีและชีวิตมีผลบังคับใช้ทุกที่ ทำไมไม่เพียงแค่โลกหรือระบบสุริยะของเรา ทำไมไม่เพียงแค่ทางช้างเผือก? อาจมีกฎหมายและความเป็นไปได้ที่แตกต่างกันในกาแลคซีต่าง ๆ ซึ่งมนุษย์มักจะไม่ค้นพบ เราคือใครที่จะตัดสินใจว่า id ที่แท้จริงและอะไรไม่เมื่อมันจะไม่เป็นที่รู้จักจริง? สำหรับสิ่งที่ฉันสนใจชีวิตบนโลกอาจเป็นสิ่งที่เรียบง่ายและไม่สำคัญที่สุดในจักรวาลทั้งหมด เราสามารถมีสติปัญญาและอายุการใช้งานของตัวหนอนเมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบการดำรงอยู่บางอย่าง ชีวิตคือทั้งหมดเพียงเครื่องจักร เราควรจะสนใจอะไรกันล่ะ? เราต้อง; นั่นเป็นเหตุผลเดียวที่รู้ว่าทำไมชีวิตถึงมีอยู่ เพื่อเติมเต็มความว่างเปล่า ที่จะมี อะไร' เกินกว่าจะมีชีวิตอยู่? บางทีนั่นอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดหลุมดำ ในความซื่อสัตย์ทั้งหมดโลกนี้อยู่ไกลเกินกว่าความเข้าใจที่เป็นไปได้ใด ๆ ที่ไกลเกินเอื้อมของพวกเราทุกคน ในตอนท้ายของวันเราทุกคนมีร่างกายในโลกที่มีขนาดใหญ่อย่างไม่น่าเชื่อ ฝุ่นละอองในพื้นที่สองมิติ ในความเป็นจริงเรามีค่าบางอย่างกับตัวเราเท่านั้น