Por que os alienígenas precisam ser formas de vida baseadas em carbono?

Portanto, corrija-me se eu estiver errado, mas, ao procurar uma vida terrestre extra, os cientistas geralmente procuram sinais que esperariam que a vida na Terra prosperasse. Procuramos condições em planetas que atendam a certos critérios, por exemplo, perto o suficiente do sol para água, ambientes para a existência de formas de vida baseadas em carbono. Eu estava me perguntando; por que um alienígena não pode ser uma forma de vida baseada em enxofre que, por razões de argumentação, bebe chumbo e respira cloro como o oxigênio.

_{Quero começar com um aviso de que não sou químico e espero que não estrague a química. Se sim, por favor me avise.}

Acho que Bill Oertell bateu na unha da cabeça. Só porque você pode imaginar uma espécie que pode beber chumbo não significa que é realmente fisicamente possível. Somente átomos específicos podem formar a base das moléculas orgânicas (extremamente) complexas necessárias para formar a vida e o carbono é o átomo que pode fazer isso. A principal razão para isso é que o carbono tem quatro elétrons de valência e sua camada externa pode conter oito, permitindo formar ligações fortes e variadas que a maioria dos outros átomos simplesmente não consegue formar. Como tal, o carbono é o elemento mais lógico para formar a espinha dorsal das moléculas orgânicas.

Outras formas de vida baseadas em ___

Ao descer a tabela periódica, você pode ver que o silício tem as mesmas propriedades (4 eleições de valência, 8 possíveis) e você pode estar inclinado a pensar que poderia formar algum tipo de vida baseada em silício. Este tópico foi amplamente considerado , mas você encontra vários problemas que inviabilizam a vida baseada em silício. A principal razão é que o silício é apenas muito maior e mais massivo que o carbono (tendo um núcleo com 28 núcleons em comparação aos 12 do carbono). Isso torna mais difícil para o silício formar os vínculos necessários que o carbono pode formar prontamente e você não tem sorte no momento certo. Problemas semelhantes ocorrem com outros elementos do " grupo Carbono ", exceto que eles são ainda mais exacerbados por massas ainda mais altas.

Existem muitas outras configurações "orgânicas" que os químicos consideraram como vida baseada em boro ou vida baseada em enxofre, mas todos eles têm algum tipo de problema que dificulta sua existência. Alguns são mais possíveis que outros, mas a vida baseada em carbono, como a conhecemos, apenas parece ser a melhor solução. Se você desse a todos os elementos da tabela periódica a alguém e dissesse: faça a vida orgânica, eles provavelmente voltarão com a vida baseada em carbono, porque é a mais fácil. Você não precisa superar tantos obstáculos.

Observações

Além da impraticabilidade da vida não baseada em carbono, você deve considerar que tudo o que vimos no universo, no que diz respeito à química orgânica, aponta para o fato de que o universo está cheio de química baseada em carbono. Os astrônomos puderam observar cometas, nuvens interestelares de poeira e todo tipo de lugar, e várias vezes, vêem moléculas orgânicas complexas, baseadas em carbono. Por exemplo:

• Encontramos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) em todo o sistema solar e galáxia ,
• $-$
• Moléculas orgânicas foram encontradas (e acredita-se ter se formado) em Ceres.

O ponto em que estou dirigindo aqui é que o universo parece pronto para começar a formar uma vida baseada em carbono em todos os lugares. Em todo lugar que olhamos, vemos moléculas orgânicas que têm carbono como espinha dorsal de sua estrutura. Em nenhum lugar vemos moléculas complexas baseadas em silício (ou algo ainda mais louco). Isso é altamente sugestivo de que o carbono é o caminho a seguir, se você deseja formar vida com rapidez e facilidade.

Provavelmente, existem outras 100 razões para favorecer o Carbono em detrimento de outra coisa, mas isso se aprofunda em uma química mais complicada do que eu mencionei aqui e não tenho tanto conhecimento sobre isso. Eu acho que essa pergunta obteria uma resposta química mais aprofundada na troca de pilhas químicas .

O carbono é como um lego-técnico. Ele conecta a água a compostos orgânicos que possuem todas as propriedades químicas e físicas, desde solvente volátil a xarope, óleo, alcatrão e rocha.

O silício é como um lego, tente construir um carro com ele, é difícil encontrar um bom solvente para ele. ele não pode nem ligar o H. Silano, que é o equivalente ao metano, não ocorre naturalmente em nosso planeta, é muito instável. Como o silício não forma compostos OH, não possui a maleabilidade da água, é sempre rochoso e instável, exceto a -200 graus, onde poderia ser mais versátil que o carbono. compostos de silício abaixo de -180 graus C são interessantes e merecem ser estudados, eles precisariam de um traje espacial criogênico para mantê-los frescos, e se você atirar neles, eles borrifariam oxigênio líquido em todos os lugares.

O enxofre é ainda menos versátil que o silício. apenas forma cadeias lineares e é hiper reativo ao hidrogênio.

Você precisaria de um solvente diferente da água que é usado para carbono. Amônia, formaldeído, ácido sulfúrico, nitrogênio líquido, fluoreto de hidrogênio, metano, hidrocarbonetos, fluidos supercríticos.

Talvez formas de vida robóticas complexas sejam algumas das mais fáceis de fazer. As formas de vida que podem ser projetadas por inteligência artificial, para usar os recursos disponíveis com mais frequência à temperatura ambiente, são mais prováveis ​​do que as formas de vida complexas que não sejam carbono. Isso porque um computador grande pode projetar transistores / mecânicos que funcionam com metais e condutores em temperaturas muito baixas (o alumínio pode lidar estruturalmente com -130 kelvin facilmente), e as formas de vida robóticas preferem estar em um ambiente estável sem biologia, nuvens, chuva , água, em ambientes frios, seria mais fácil para eles.

O carbono pode reter uma das 4 conexões de ligação mais estáveis ​​dos elementos. Vemos como a vida é moldada na Terra e com base nas propriedades da vida aqui, fazemos palpites sobre o que a vida deve ser baseada em outras partes do universo, dado que há outra vida.

Para responder à segunda parte da segunda, a razão pela qual respiramos oxigênio é permitir que certas funções celulares ocorram, a razão mais importante é a respiração. C6H12O6 + O2 produz CO2 + H2O + 36-38 ATP. ATP é a molécula que o corpo usa como energia. O oxigênio é essencial para nós, porque é usado na reação química que fornece energia ao nosso corpo. Se um alienígena estiver respirando cloro, precisará ter um processo químico que use o cloro em seu corpo. Quanto à existência de vida baseada em enxofre, não sei se o enxofre é estável o suficiente para manter as mesmas ligações que o carbono. Pelo que os cientistas sabem, o carbono é a melhor base orgânica universal, devido às suas 4 ligações estáveis.

Uma forma de vida baseada em oxigênio também pode ser possível, dado que o oxigênio se liga facilmente a outras moléculas. Além disso, como os cientistas sabem realmente que as leis da física, da química e da vida se aplicam a todos os lugares? Por que não apenas a Terra ou nosso sistema solar? Por que não apenas a Via Láctea? Poderia haver leis e possibilidades diferentes em galáxias diferentes, que os humanos provavelmente nunca descobrirão. Quem somos nós para decidir o que é verdade e o que não é quando nunca será realmente conhecido? Pelo que eu me importo, a vida na Terra pode ser a mais simples e inexpressiva de todo o universo. Poderíamos ter a inteligência e a vida útil de uma larva em comparação com alguma forma de existência. Afinal, a vida é apenas uma máquina. O que devemos nos importar, afinal? Nós temos que; essa é a única razão conhecida para a existência da vida. Para preencher o vazio. Estar lá. O que' está além da existência? Talvez seja para onde um buraco negro leve. Com toda a honestidade, este mundo está muito além de qualquer entendimento concebível, muito além do alcance de qualquer um de nós. No final das contas, somos todos corpos no mundo inconcebivelmente grande do ser. Um grão de poeira no espaço bidimensional. Na realidade, só valemos algo para nós mesmos.