Проектирование планеты, которая имела бы наибольшие шансы на развитие жизни на основе кремния

Вероятно, сильный холод. Кремнийорганические соединения очень нестабильны, поэтому более низкие температуры дают им больше шансов продержаться достаточно долго, чтобы создать жизнь. Конечно, химические реакции протекают медленнее при более низких температурах, поэтому необходим баланс между стабильностью молекул и частотой реакций. Не существует идеальной температуры, при которой можно было бы установить этот баланс, но предположим, что жизнь на основе кремния будет иметь НАМНОГО более медленный метаболизм и скорость эволюции, чем жизнь на основе углерода.

Из-за требуемой низкой температуры идеально подходят углеводородные растворители. Например, метан находится в жидком состоянии при температуре от -182 до -161 градуса по Цельсию. Проблема с использованием углеводородов заключается в том, что углеводороды содержат углерод, что делает появление жизни на основе кремния гораздо менее вероятным.

Жидкий водород — ваш следующий лучший выбор, и он существует при гораздо более низких температурах (от -253 до -240 по Цельсию). Но проблема в том, что, как и метан, жидкий водород неполярен. Для существования жизни в неполярных средах необходимы сложные липиды, выходящие за рамки кремнийорганической химии.

Это не идеально, но аммиак, вероятно, лучший растворитель. Он жидкий при довольно низких температурах (от -33 до -77°С), полярен и не содержит углерода.

Тип звезды на вашей планете менее важен, чем расстояние от нее до планеты. Для Солнечной системы, подобной нашей, эта планета будет где-то между Землей и Марсом.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с этой замечательной статьей об атомных ракетах: http://www.projectrho.com/public_html/rocket/aliens.php

РЕДАКТИРОВАТЬ: Другой вариант - фторсиликоны. Они намного более стабильны, чем молекулы на основе кремния, но они используют углерод, а также кремний, чтобы помочь им склеиться. Если вы хотите что-то, что было бы технически «жизнью на основе силикона», пусть эти формы жизни используют фторсиликоны и прикрепляют свою планету куда-нибудь, чтобы она была около 500 градусов по Цельсию.

Результаты, обобщенные в этом ответе , показывают, что это выглядит не очень хорошо. Теплая жизнь Si тоже нуждается в углероде , и (как цитируется там) Фрейтас указывает, что повышенная устойчивость к температуре скромна и, вероятно, не стоит того, чтобы позволить Si превзойти C.

Вам нужно какое-то дополнительное преимущество помимо того, что мы видим из химии. Возможно, какой-то элемент отсутствует (или недоступен в биологическом отношении), который необходим для начала жизни на основе углерода. Например, мне нравится пример фиксации азота в добиотическом мире.

Почему не возникла бы чисто углеродная жизнь, просто отказавшись от использования кремния, поскольку в боковых цепях необходимо так много углеродных соединений? Я полагаю, что как только основное ядро ​​(эквивалент ДНК) заработает, оно будет заперто и не может быть изменено. Любая дальнейшая попытка начать новую жизнь просто становится пищей для существующей жизни.

Таким образом, умеренно высокая температура и удача в том, что молекула, содержащая кремний, на раннем этапе становится успешным репликатором.

Альтернатива холодная . Чистое использование Si в качестве аналога знакомых молекул углерода работает при криогенной температуре с использованием жидкого азота в качестве растворителя. Возникла бы жизнь при такой низкой энергии? Вещи происходят медленно. Так что пусть это будет красный карлик, стабильный в течение многих миллиардов лет, и позвольте жизни зародиться на холодной планете, вращающейся вокруг тусклой звезды, через миллиарды лет.

Если мы найдем такую ​​вещь сегодня и обнаружим, что звезде 10 миллиардов лет, вам нужно убедиться, что у нас достаточно грязи, чтобы сделать планеты из камня и обеспечить органический материал — элементы были приготовлены с последующими поколениями звезд, поэтому можно ожидать, что у древней звезды будет меньше.

Это интересный вопрос, поскольку мы совершенно не знаем, какие условия идеальны для развития даже углеродной жизни. Например, для углеродной жизни мы ожидаем, что что-то вроде атмосферы с высоким содержанием аммиака или других простых азотистых соединений (вам нужно около 20-30 различных белков для репликации ДНК) даже имеет шанс создать жизнь, но все же есть. нет никаких доказательств того, что такая атмосфера существует на Земле; Основываясь на наших современных знаниях, крайне маловероятно, что на землеподобной планете (или вообще на любой другой планете) углеродная жизнь может возникнуть случайно. Тем не менее, это произошло. Суть в том, что никто понятия не имеет, какая химия может создать жизнь.

Но зачем пытаться использовать науку для ответа на вопрос, на который она ответить не может? Происхождение жизни в вашей вселенной может быть загадкой как для вас, так и для нашей. Возможно, в вашей вселенной верна теория панспермии, и жизнь возникла лишь однажды, где-то невероятно далеко. Возможно, ваша жизнь на основе кремния была создана учеными, основанными на углероде, чья цивилизация в конечном итоге была бесследно уничтожена. Возможно, ваша вселенная — это симуляция в уме божества. Есть так много способов, которыми вы можете пойти с этим.

На самом деле вам не нужно отправляться в другую звездную систему, чтобы найти ее. Самый внутренний большой спутник Юпитера, Ио, отвечает всем требованиям. Он имеет подповерхностную расплавленную серу и магму, ледяную вакуумную поверхность, чрезвычайно высокий уровень ионизирующего излучения и почти полностью лишен воды. Какими бы враждебными ни казались эти условия для жизни углерода в воде, вы должны смотреть глубже и понимать, что вы ищете среду с потенциалом для сложных химических взаимодействий и доступных градиентов энергии, которые могут быть идеальными для жизни на основе кремния. Очевидно, что попытка просто включить биохимию углерода в элементы на один уровень ниже в периодической таблице не сработает. Все живое, происходящее из кипящего подземного колдовского зелья, которое, вероятно, существует на Ио, было бы таким же чуждым, каким кажется маленькая луна.