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真的有外星生命吗?科学家:它们可能普遍存在,只是离我们很远

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发表于 2020-9-27 17:56:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

“眼前是光明的,是自由的空气,是充满丰富生命的草木。”

---------巴金《秋》四


生命是一种神奇的存在,而人类就是对生命现象存在的最佳诠释。我们知道,生命在适当的条件下可以自发地组装起来,这叫做自然发生。当然,许多细节对我们来说仍然是一个谜,我们只是不知道这一切是如何发生的。或者它发生的频率。

对此,世界上的宗教对生命是如何出现的有不同的看法,他们援引各种超自然神灵的神奇之手来解释这一切。但这些解释,尽管故事丰富多彩,却让我们许多人感到嗤之以鼻,因为在科学面前,它们显然是不切实际的。即便如此,“生命是如何产生的”是生命中最引人注目的问题之一,也是科学界一直在苦苦思索的问题。

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来自东京大学的天文学教授Tomonori Totan对此有独到的看法,Totani教授的研究在很大程度上依赖于两个概念。首先是宇宙的巨大年龄和大小,随着时间的推移它是如何膨胀的,以及事件发生的可能性有多大。第二种是RNA;具体来说,一个核苷酸链需要多长时间才能“预期自我复制活动”。
RNA

和几乎所有关于生物起源的研究一样,Totani的研究主要着眼于地球上生命的基本组成部分:RNA,或核糖核酸。我们知道DNA设定了个体生命形式形成的规则,因此DNA比RNA复杂得多。但是按数量级计算,RNA仍然比在太空或行星或月球表面发现的原始化学物质和分子更为复杂。但与DNA相比,它的简单性使它更有可能通过非自然发生的方式发生。

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进化论中还有一种理论认为,虽然DNA携带着构建有机体的指令,但却是RNA在调控DNA序列的转录。它被称为基于RNA的进化,也就是说RNA服从达尔文的自然选择,并且是可遗传的。这就是研究RNA和DNA的基本原理。

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RNA是一种被称为核苷酸的化学物质链,核苷酸是核糖核酸(RNA)的基本组成单位。一些研究表明,在称为生命的自我复制行为出现之前,核苷酸链至少需要有40到100个核苷酸。随着时间的推移,足够多的核苷酸可以形成一条链来满足这个长度要求。但问题是,宇宙中是否有足够的时间?事实上,人类就是证据,所以答案肯定是肯定的,不是吗?
生命在可观测宇宙的概率

但是,根据Totan的研究以及目前的估计表明,在我们认为可以观测到的宇宙空间中,40到100个核苷酸的神奇数量是不可能的。”这里的关键是术语“可观测宇宙”。

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科学家表示,宇宙中有比可观测到的更多的东西,在当代宇宙学中,人们一致认为,宇宙经历了一个快速膨胀的时期,产生了一个巨大的膨胀区域,超出了我们可以直接观测到的范围。将这一更大的体积纳入到非生物发生的模型中,将大大增加生命出现的机会。

我们的宇宙是在大爆炸期间形成的,那是一个单一的膨胀事件。根据Totani的研究,我们的宇宙可能包括10的100次方多颗类太阳恒星,而可观测的宇宙只包含大约1022颗恒星。我们知道生命至少发生过一次,所以,即使发生的可能性极小,但生命发生至少一次也不是不可能的。

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据统计,在可观察到的宇宙中,物质的量应该只能产生20个核苷酸长的RNA,远远低于40到100个。但是由于快速膨胀,宇宙的大部分是无法观测到的。宇宙大爆炸以来发出的光要到达我们这里实在是太远了。当宇宙学家把可观测宇宙中的恒星数量与不可观测宇宙中的恒星数量相加,得到的结果是10的100次方颗类太阳恒星。这意味着其中有更多的物质在起作用,非生物方式产生足够长的RNA链不仅是可能的,而且是大概率,甚至是不可避免的。

Totani表示,通过研究我们推导出了第一个生物聚合物所需的最低RNA长度与宇宙大小之间的定量关系,而宇宙大小是预期通过随机添加单体来形成如此长的活性RNA所必需的条件。

简单来说。如果将来发现与地球上起源不同的外星生物,这将意味着一种未知的机制在起作用,它聚合核苷酸的速度要比随机统计过程快得多。”

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宇宙比其可观测部分要大,可能包含10的100次方颗类太阳恒星。如果在类地行星上非生物生成RNA的概率等于1或1,那么最小核苷酸长度必须小于20个核苷酸,这比最初规定的40个核苷酸的最小长度要小得多。但科学家们并不认为只有20个核苷酸长度的RNA可以自我复制,至少从我们作为地球生命观察者的角度来看是这样的。正如Totani在他的研究中所说,“不同起源的外星生物聚合核苷酸的过程速度比随机的统计过程快得多。”
这个过程是什么?

实际上,谁知道呢,但这可能是一个转折点,有信仰的人可以插话说,“当然是上帝。”但是Totani的研究并没有给出答案。但就像许多科学工作一样,它只是提出了问题,希望其他人来研究它并给出答案。

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无论如何,生命的本质和起源一直是人类探究的一个亘古话题,直到有一天揭开生命的起源!

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