Warum müssen Aliens kohlenstoffbasierte Lebensformen sein?

_{Ich möchte mit einem Haftungsausschluss beginnen, dass ich kein Chemiker bin und hoffentlich nichts von der Chemie vermassele. Wenn ja, lassen Sie es mich bitte wissen.}

Ich denke, Bill Oertell hat den Nagel auf den Kopf getroffen. Nur weil Sie sich eine Spezies vorstellen können, die Blei trinken kann, heißt das nicht, dass dies tatsächlich physikalisch möglich ist. Nur bestimmte Atome können die Grundlage der (extrem) komplexen organischen Moleküle bilden, die zur Bildung von Leben benötigt werden, und Kohlenstoff ist zufällig das Atom, das dies tun kann. Der Hauptgrund dafür ist, dass Kohlenstoff vier Valenzelektronen hat und seine äußere Hülle acht aufnehmen kann, was es ihm ermöglicht, starke und vielfältige Bindungen zu bilden, die die meisten anderen Atome einfach nicht bilden können. Als solches ist Kohlenstoff das logischste Element, um das Rückgrat organischer Moleküle zu bilden.

Andere ___-basierte Lebensformen

Wenn Sie sich im Periodensystem nach unten bewegen, können Sie sehen, dass Silizium die gleichen Eigenschaften hat (4 Valenzwahlen, 8 möglich) und Sie könnten geneigt sein zu glauben, dass Sie eine Art Leben auf Siliziumbasis bilden könnten. Dieses Thema wurde weithin in Betracht gezogen , aber Sie stoßen auf eine Reihe von Problemen, die ein Leben auf Siliziumbasis unmöglich machen. Der Hauptgrund ist, dass Silizium einfach viel größer und massiver ist als Kohlenstoff (mit einem Kern mit 28 Nukleonen im Vergleich zu Kohlenstoff mit 12). Dies macht es für Silizium schwieriger, die notwendigen Bindungen zu bilden, die Kohlenstoff leicht bilden kann, und Sie haben von Anfang an Pech. Ähnliche Probleme treten bei anderen Elementen der „ Kohlenstoffgruppe “ auf, außer dass sie durch noch höhere Massen noch weiter verschärft werden.

Es gibt viele andere "organische" Konfigurationen, die Chemiker in Betracht gezogen haben, wie z. B. Leben auf Bor- oder Schwefelbasis, aber sie alle haben irgendein Problem, das ihre Existenz erschwert. Einige sind mehr möglich als andere, aber Leben auf Kohlenstoffbasis, wie wir es kennen, scheint einfach die beste Lösung zu sein. Wenn Sie jemandem alle Elemente des Periodensystems geben und sagen würden, erzeuge organisches Leben, würde er wahrscheinlich mit kohlenstoffbasiertem Leben zurückkommen, weil es am einfachsten ist. Sie müssen nicht so viele Hindernisse überwinden.

Beobachtungen

Abgesehen von der Unpraktikabilität von Leben, das nicht auf Kohlenstoff basiert, müssen Sie bedenken, dass alles, was wir im Universum gesehen haben, was die organische Chemie betrifft, darauf hindeutet, dass das Universum mit Chemie auf Kohlenstoffbasis gefüllt ist. Astronomen konnten Kometen, interstellare Staubwolken und alle möglichen Orte beobachten, und immer wieder sehen sie komplexe organische Moleküle auf Kohlenstoffbasis. Zum Beispiel:

• Wir haben polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) im ganzen Sonnensystem und in der Galaxie gefunden .
• Astronomen haben auch Dinge wie i-Propylcyanid in Meteoriten und in interstellarem Staub gefunden$-$ein organisches Molekül, das ein notwendiger Bestandteil von Aminosäuren ist ,
• Auf Ceres wurden organische Moleküle gefunden (und vermutlich gebildet).

Der Punkt, den ich hier antreibe, ist, dass das Universum bereit zu sein scheint, überall kohlenstoffbasiertes Leben zu bilden. Wohin wir auch schauen, sehen wir organische Moleküle, die Kohlenstoff als Rückgrat ihrer Struktur haben. Nirgendwo sehen wir komplexe Moleküle auf Siliziumbasis (oder etwas noch Verrückteres). Dies deutet stark darauf hin, dass Kohlenstoff der richtige Weg ist, wenn Sie schnell und einfach Leben gestalten möchten.

Es gibt wahrscheinlich 100 andere Gründe, Kohlenstoff gegenüber etwas anderem zu bevorzugen, aber das befasst sich mit komplizierterer Chemie, als ich hier angesprochen habe, und ich kenne mich damit nicht so gut aus. Ich würde denken, dass diese Frage eine eingehendere Chemie-Antwort auf dem Chemie-Stack-Austausch erhalten würde .

Carbon ist wie Lego-Technik. Es verbindet Wasser zu organischen Verbindungen, die alle chemischen und physikalischen Eigenschaften haben, von flüchtigen Lösungsmitteln über Sirup bis hin zu Öl, Teer und Gestein.

Silizium ist wie Lego, versuchen Sie, ein Auto daraus zu bauen, es ist schwierig, ein gutes Lösungsmittel dafür zu finden. es kann nicht einmal H. binden. Silan, das dem Methan entspricht, kommt auf unserem Planeten nicht natürlich vor, es ist zu instabil. Da Silizium keine OH-Verbindungen bildet, hat es nicht die Formbarkeit von Wasser, es ist immer felsig und instabil, außer bei -200 Grad, wo es vielseitiger sein könnte als Kohlenstoff. Siliziumverbindungen unter -180 Grad C sind interessant und es wert, untersucht zu werden, sie würden einen kryogenen Raumanzug benötigen, um sie kühl zu halten, und wenn man sie abschießt, würden sie überall flüssigen Sauerstoff versprühen.

Schwefel ist noch weniger vielseitig als Silizium. es bildet nur lineare Ketten und ist hyperreaktiv mit Wasserstoff.

Sie benötigen ein anderes Lösungsmittel als Wasser, das für Kohlenstoffbasis verwendet wird. Ammoniak, Formaldehyd, Schwefelsäure, flüssiger Stickstoff, Fluorwasserstoff, Methan, Kohlenwasserstoffe, überkritische Flüssigkeiten.

Vielleicht sind komplexe Roboter-Lebensformen einige der am einfachsten zu erfindenden. Lebensformen, die durch künstliche Intelligenz so gestaltet werden können, dass sie die am häufigsten verfügbaren Ressourcen bei Umgebungstemperaturen nutzen, sind wahrscheinlicher als komplexe Lebensformen, die andere als Kohlenstoff verwenden. Das liegt daran, dass ein großer Computer Transistoren/Mechaniken entwerfen kann, die mit allen Metallen und Leitern bei sehr kalten Temperaturen funktionieren (Aluminium kann strukturell problemlos mit -130 Kelvin umgehen), und Roboter-Lebensformen würden es vorziehen, sich in einer stabilen Umgebung ohne Biologie, Wolken und Regen zu befinden , Wasser, in kalten Umgebungen hätten sie es leichter.

Kohlenstoff kann eine der stabilsten 4-Bindungsverbindungen der Elemente halten. Wir sehen, wie das Leben auf der Erde geformt wird, und basierend auf den Eigenschaften des Lebens hier machen wir fundierte Vermutungen darüber, worauf das Leben in anderen Teilen des Universums basieren muss, vorausgesetzt, es gibt anderes Leben.

Um den zweiten Teil des zweiten zu beantworten, der Grund, warum wir Sauerstoff einatmen, ist, dass bestimmte Zellfunktionen stattfinden können, der wichtigste Grund ist die Atmung. C6H12O6 + O2 ergibt CO2 + H2O + 36-38 ATP. ATP ist das Molekül, das der Körper als Energie verwendet. Sauerstoff ist für uns lebensnotwendig, weil er in der chemischen Reaktion verwendet wird, die unserem Körper Energie gibt. Wenn ein Außerirdischer Chlor einatmen würde, müsste er einen chemischen Prozess haben, der das Chlor in seinem Körper verwendet. Was das Leben auf Schwefelbasis betrifft, weiß ich nicht, ob Schwefel stabil genug ist, um die gleichen Bindungen wie Kohlenstoff zu halten. Nach dem, was Wissenschaftler wissen, ist Kohlenstoff aufgrund seiner stabilen 4-Bindungen die beste universelle organische Base.

Eine auf Sauerstoff basierende Lebensform könnte ebenfalls möglich sein, da sich Sauerstoff leicht mit anderen Molekülen verbindet. Und woher wissen Wissenschaftler eigentlich, dass die Gesetze der Physik, der Chemie und des Lebens überall gelten? Warum nicht nur die Erde oder unser Sonnensystem? Warum nicht nur die Milchstraße? Es könnte in verschiedenen Galaxien unterschiedliche Gesetze und Möglichkeiten geben, die Menschen höchstwahrscheinlich nie entdecken werden. Wer sind wir, um zu entscheiden, was wahr ist und was nicht, wenn es nie wirklich bekannt sein wird? Soweit es mich interessiert, könnte das Leben auf der Erde das einfachste und unscheinbarste im gesamten Universum sein. Wir könnten die Intelligenz und Lebensdauer einer Made im Vergleich zu irgendeiner Existenzform haben. Das Leben ist schließlich nur eine Maschine. Was sollte uns überhaupt interessieren? Wir müssen; das ist der einzige bekannte Grund, warum Leben existiert. Um die Lücke zu füllen. Da zu sein. Was' s jenseits der Existenz? Vielleicht führt ein schwarzes Loch dorthin. Um ganz ehrlich zu sein, diese Welt ist weit jenseits jedes vorstellbaren Verständnisses, weit außerhalb der Reichweite eines jeden von uns. Am Ende des Tages sind wir alle Körper in der unvorstellbar großen Welt des Seins. Ein Staubkorn im zweidimensionalen Raum. In Wirklichkeit sind wir nur uns selbst etwas wert.