Один из читателей прислал нам следующий вопрос:
Почему учёные считают, что чужие формы жизни обязательно должны быть углеродными? Откуда мы знаем, что им будет необходима вода и т.п.? Разве в бесконечной вселенной жизнь не может развиться на принципах совершенно другой биохимии?
Давайте разбираться вместе. Может ли жизнь где-то во вселенной развиться на основе других химических элементов? Вероятно да, однако всё что мы знаем о химии говорит нам, что скорее всего инопланетная жизнь также, как и жизнь на Земле будет основана на углероде. И вот почему.
Перед нами периодическая таблица химических элементов. Я специально выделил один столбец с углеродом наверху красным. Углерод является самым лёгким и самым распространённым элементом с четырьмя свободными электронами способный образовывать четыре ковалентные связи.К примеру азот (справа от углерода) может образовывать три ковалентные связи, а кислород (справа от азота) — две. Ниже привожу схему атома метана, как пример атома углерода с четырьмя связями.
Углерод также способен создавать двойные связи. Благодаря этому на основе углерода возможно формирование сложных, разветвлённых молекул.
Таким образом углерод — это лёгкий и распространённый элемент, способный создавать очень сложные молекулы. Именно такой строительный материал нужен для возникновения и эволюции живых существ.
Что на счёт других элементов? Может есть какой-то другой элемент, не менее подходящий на роль строительного элемента для жизни? Увы, на практике элементы 3-го периода и ниже по таблице не могут создавать сильных двойных связей. Чем ниже мы опускаемся по периодической таблице, тем хуже подходит элемент для формирования на его основе сложных молекул.
Кремний, например, также является четырёхвалентным элементом и может формировать двойные связи с другими атомами кремния. В результате формируются молекулы называемые дисиликатами, однако такие молекулы гораздо менее стабильны, чем органические молекулы. Впрочем кремний всё же рассматривается как гипотетическая основа для инопланетной жизни. Другие четырёхвалентные элементы той же группы (германий, олово) не образуют устойчивых двойных связей.
Неуглеродная, в частности кремниевая жизнь является распространённым мотивом используемым в научной фантастике, к примеру в эпизоде «Дьявол во Тьме» телесериала «Звёздный Путь» экипаж сталкивается с кремниевыми формами жизни. Аналогично в телесериале «Секретные материалы» в эпизоде «Огнеход» герои также сталкиваются с неизвестной науке кремниевой формой жизни зародившейся внутри вулкана.
Возвращаясь от фантастики к науке в заключение скажем, что при поиске инопланетной жизни мы ищем в первую очередь углеродную жизнь с биохимией схожей с нашей потому, что именно такая жизнь наиболее вероятна.
Читайте также: Как Солнце уничтожит Землю?
Жизнь на основе иной биохимии гипотетически возможна, но она может настолько радикально отличаться от всего того, что мы знаем о жизни, что мы даже не определим её как жизнь.
Авторы: кандидат технических наук Александр Петров, астрофизик Фёдор Карасенко
Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
