Perché gli alieni devono essere forme di vita a base di carbonio?

Quindi correggimi se sbaglio, ma quando cercano la vita extra-terrestre, gli scienziati di solito cercano segni che si aspettano che la vita sulla terra possa prosperare. Cerchiamo condizioni su pianeti che soddisfano determinati criteri, ad es. Abbastanza vicini al sole per acqua, ambienti per l'esistenza di forme di vita basate sul carbonio. Mi stavo chiedendo; perché un alieno non può essere una forma di vita a base di zolfo che per ragioni di argomento beve piombo e respira cloro come facciamo ossigeno.

_{Voglio iniziare con una dichiarazione di non responsabilità che non sono un chimico e spero di non rovinare nulla della chimica. Se lo faccio, per favore fatemi sapere.}

Penso che Bill Oertell abbia colpito l'unghia sulla testa. Solo perché puoi immaginare una specie che può bere piombo non significa che sia fisicamente possibile. Solo atomi specifici possono costituire la base delle molecole organiche (estremamente) complesse necessarie per formare la vita e il carbonio sembra essere l'atomo che può farlo. La ragione principale di ciò è che il carbonio ha quattro elettroni di valenza e il suo guscio esterno può contenere otto, consentendogli di formare legami forti e vari che la maggior parte degli altri atomi non riesce a formare. Come tale, il carbonio è l'elemento più logico per formare la spina dorsale delle molecole organiche.

Altre forme di vita basate su ___

Scendendo nella tavola periodica, puoi vedere che il silicio ha le stesse proprietà (4 elezioni di valenza, 8 possibili) e potresti essere propenso a pensare che potresti formare una sorta di vita basata sul silicio. Questo argomento è stato ampiamente considerato , ma si incontrano una serie di problemi che rendono impossibile la vita a base di silicio. Il motivo principale è che il silicio è solo molto più grande e più massiccio del carbonio (con un nucleo con 28 nucleoni rispetto ai 12 di carbonio). Questo rende più difficile per il Silicio formare i legami necessari che il Carbon può facilmente formare e tu sei sfortunato fin dall'inizio. Problemi simili si verificano con altri elementi del " gruppo di carbonio ", tranne per il fatto che sono ulteriormente aggravati da masse ancora più elevate.

Esistono molte altre configurazioni "organiche" che i chimici hanno preso in considerazione come la vita a base di boro o la vita a base di zolfo, ma hanno tutti una sorta di problema che ne rende difficile l'esistenza. Alcuni sono più possibili di altri, ma la vita basata sul carbonio, come la conosciamo, sembra essere la soluzione migliore. Se dessi a qualcuno tutti gli elementi della tavola periodica e dicessi: crea la vita organica, probabilmente tornerebbero con la vita basata sul carbonio perché è la più semplice. Non devi superare tanti ostacoli.

osservazioni

A parte l'impraticabilità della vita non basata sul carbonio, devi considerare che tutto ciò che abbiamo visto nell'universo, per quanto riguarda la chimica organica, indica il fatto che l'Universo è pieno di chimica basata sul carbonio. Gli astronomi sono stati in grado di guardare comete, nuvole di polvere interstellare e ogni sorta di luoghi e, di volta in volta, vedono molecole organiche complesse a base di carbonio. Per esempio:

• Abbiamo trovato idrocarburi policiclici aromatici (IPA) in tutto il sistema solare e la galassia ,
• Gli astronomi hanno anche trovato cose come i-propil cianuro nei meteoriti e nella polvere interstellare una molecola organica che è un ingrediente necessario negli amminoacidi ,$-$
• Molecole organiche sono state trovate (e si ritiene si siano formate) su Cerere.

Il punto che sto guidando qui è che l'universo sembra pronto per iniziare a formare la vita basata sul carbonio ovunque. Ovunque guardiamo, vediamo molecole organiche che hanno il carbonio come spina dorsale della loro struttura. Da nessuna parte vediamo molecole complesse a base di silicio (o qualcosa di ancora più folle). Questo è altamente indicativo del fatto che il carbonio è la strada da percorrere se si desidera formare la vita rapidamente e facilmente.

Probabilmente ci sono altre 100 ragioni per favorire il carbonio rispetto a qualcos'altro, ma questo approfondisce una chimica più complicata di quella che ho toccato qui e non ne sono così informato. Penso che questa domanda otterrebbe una risposta chimica più approfondita sullo scambio di stack di chimica .

Il carbonio è come una tecnica tecnologica. Collega l'acqua a composti organici che hanno tutte le proprietà chimiche e fisiche dal solvente volatile allo sciroppo all'olio, al catrame e alla roccia.

Il silicio è come un lego, prova a costruirci un'auto, è difficile trovare un buon solvente per esso. non può nemmeno legare H. Silane che è l'equivalente del metano che non si trova naturalmente sul nostro pianeta, è troppo instabile. poiché il silicio non forma composti OH, non ha la malleabilità dell'acqua, è sempre roccioso e instabile tranne a -200 gradi dove potrebbe essere più versatile del carbonio. I composti di silicio al di sotto di -180 gradi C sono interessanti e vale la pena studiare, avrebbero bisogno di una tuta spaziale kryogenic per mantenerli freddi e se li spari spruzzerebbero ossigeno liquido ovunque.

Lo zolfo è persino meno versatile del silicio. forma solo catene lineari ed è iper-reattivo con l'idrogeno.

Avresti bisogno di un solvente diverso dall'acqua che viene utilizzato per la base di carbonio. Ammoniaca, formaldeide, acido solforico, azoto liquido, acido fluoridrico, metano, idrocarburi, fluidi supercritici.

Forse le forme di vita robotiche complesse sono tra le più facili da inventare. Le forme di vita che possono essere progettate dall'intelligenza artificiale, per utilizzare le risorse più comunemente disponibili a temperatura ambiente sono più probabili delle forme di vita complesse che usano altro che il carbonio. Questo perché un grande computer può progettare transistor / meccanici che funzionano con qualsiasi metallo e conduttore a temperature molto fredde (l'alluminio può gestire strutturalmente -130 kelvin facilmente) e le forme di vita robotizzate preferirebbero essere in un ambiente stabile senza biologia, nuvole, pioggia , acqua, in ambienti freddi, sarebbe più facile per loro.

Il carbonio può trattenere una delle connessioni a 4 legami più stabili dagli elementi. Vediamo come la vita è modellata sulla terra e sulla base delle proprietà della vita qui, facciamo ipotesi educate su ciò che la vita deve basarsi in altre parti dell'universo, dato che c'è altra vita.

Per rispondere alla seconda parte della seconda, la ragione per cui respiriamo ossigeno è quella di consentire lo svolgimento di determinate funzioni cellulari, la ragione più importante è la respirazione. C6H12O6 + O2 produce CO2 + H2O + 36-38 ATP. L'ATP è la molecola che il corpo usa come energia. L'ossigeno è essenziale per noi perché viene utilizzato nella reazione chimica che dà energia al nostro corpo. Se un alieno respirasse cloro, dovrebbe avere un processo chimico che utilizza il cloro nel suo corpo. Per quanto riguarda la vita a base di zolfo, non so se lo zolfo sia abbastanza stabile da contenere gli stessi legami del carbonio. Da quello che gli scienziati sanno, il carbonio è la migliore base organica universale, grazie ai suoi 4 legami stabili.

Una forma di vita basata sull'ossigeno può anche essere possibile, dato che l'ossigeno si lega facilmente con altre molecole. Inoltre, come fanno gli scienziati a sapere che le leggi della fisica, della chimica e della vita si applicano ovunque? Perché non solo la Terra o il nostro sistema solare? Perché non solo la Via Lattea? Potrebbero esserci diverse leggi e possibilità in diverse galassie, che gli umani probabilmente non scopriranno mai. Chi siamo noi per decidere quale id vero e cosa non lo è quando non sarà mai effettivamente conosciuto? Per quanto mi riguarda, la vita sulla Terra potrebbe essere la più semplice e poco impressionante dell'intero universo. Potremmo avere l'intelligenza e la durata della vita di una larva rispetto a una qualche forma di esistenza. Dopo tutto, la vita è solo una macchina. Cosa dovremmo preoccuparci comunque? Dobbiamo; questa è l'unica ragione conosciuta per cui esiste la vita. Per riempire il vuoto. Essere lì. Che cosa' s oltre l'esistenza? Forse è lì che conduce un buco nero. In tutta onestà, questo mondo è molto al di là di ogni concepibile comprensione, molto al di là della portata di ognuno di noi. Alla fine della giornata, siamo tutti corpi nel mondo inconcepibilmente grande dell'essere. Un granello di polvere nello spazio bidimensionale. In realtà, valiamo qualcosa solo per noi stessi.