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


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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.


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@Kozaky, ou pássaros fotino :-)
Carl Witthoft

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O carbono é notavelmente bom no que é necessário para a vida. Faz ligações fortes e forma moléculas de cadeia longa que são estáveis ​​e flexíveis. Isso não quer dizer que não possa ser feito com outros átomos, mas o carbono é ideal. Não acho que outros átomos se aproximem.
userLTK

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Química é química; Não importa se está aqui na Terra ou em algum planeta do outro lado da galáxia ou universo. Química e física vão obedecer às mesmas leis. Sabemos que o carbono forma facilmente moléculas de cadeia longa, e o único outro elemento que conhecemos que chega mais perto é o silício, que não chega nem perto do carbono.
BillDOe

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@kozaky Não, realmente não é. É química.
Rob Jeffries

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Você pode se safar da substituição ou combinação de boro-nitrogênio por um carbono-carbono. Talvez.
David Elm

Respostas:


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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:

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 .


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Outro ponto seria abundância. O carbono é muito mais abundante no universo do que qualquer outro elemento, exceto hidrogênio, hélio e oxigênio, devido a processos de fusão estelar. Portanto, mesmo que a bioquímica seja possível com outros elementos, eles são estatisticamente menos prováveis ​​de acontecer. Isso, por sua vez, favoreceria o desenvolvimento da vida baseada em carbono em todo o universo, em detrimento do silicone (ou qualquer outro elemento capaz de formar moléculas complexas).
precisa saber é o seguinte

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de fato, o CO2 tem duas ligações duplas possíveis apenas com C e se dissolve na água e é muito reativo, o SiO2 é um dos minerais mais estáveis ​​e não reativos do planeta, o quartzo. é um exemplo das habilidades gerais de solvente do carbono, ele pode formar milhões de tipos de solventes, enquanto o Si quase só forma minerais no espaço, em cometas e em planetas.
com.prehensible

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Outro ponto é que as ligações Silício - Silício são muito fracas (Veja: physics.stackexchange.com/questions/127890/… e chemistry.stackexchange.com/questions/28702/… ) e, para uma vida baseada em Silício, as ligações Silício - Oxigênio devem ser melhor que o silício - silício.
Juan T

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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.


Suas formas de vida em silicone de -200 graus são uma ideia interessante. Geralmente está associado a mais quente em ficção científica ruim, mas a vida de silício em planetas muito frios, digamos que estou um pouco curioso sobre a noção.
usar o seguinte comando

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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.


Pode haver um caso em que os ingredientes iniciais de um sistema solar estejam sem carbono por qualquer motivo e o silício possa ser escolhido apenas por causa da abundância. Ou talvez o sistema possa ser abençoado com uma abundância de boro extraordinariamente alta por algum motivo estranho e a vida ser baseada em boro.
Jack R. Woods

Jack R. Woods - O boro tem muito menos probabilidade de ser a base da vida. Silício e carbono são os únicos elementos que podem conter 4 ligações estáveis. O boro só pode conter 3. Se um sistema solar não possuir carbono e silício, é provável que ele não produza vida, mesmo que haja um planeta no lugar certo. Novamente, é por isso que se acredita que qualquer outra vida seria feita de carbono ou silício, nunca mais nada.
Bkrumins 13/05/19

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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.


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Duvidar de tudo poderia ser a resposta para toda e qualquer questão científica, e seria igualmente desinteressante. Você pode melhorar essa resposta expandindo sua breve introdução sobre algo baseado em oxigênio e talvez gastar um pouco menos de espaço no relativismo.
SE - pare de disparar os mocinhos

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Existem muitas razões para esperar que as leis da física sejam as mesmas, ou quase as mesmas, em todo o Universo. As observações são abundantes. Veja este segmento physics.SE para uma discussão ..
Pela
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