امیدواری‌ دانشمندان برای یافتن حیات فرازمینی سیلیکونی

انواع حیات در کره زمین بر پایه کربن تکامل یافته، اما شاید در سیاره دیگر وجود حیات فرازمینی بر پایه سیلیکون باشد. جالب است بدانید موجودات فضایی تکامل‌یافته بر پایه سیلیکون به آب و اکسیژن نیاز ندارند و می‌توانند محیط‌های اسیدی یا با دمای بسیار بالا را تحمل کنند. در ابتدا بیایبد بررسی کنیم که چرا حیات بر پایه کربن در کره زمین شکل گرفته و چرا سیلیکون می‌تواند جایگزینی برای کربن باشد.

تفاوت‌های کربن و سیلیکون برای ایجاد حیات

اتم کربن دارای چهار الکترون در لایه بیرونی خود است که به آن والانس (Valence) گفته می‌شود؛ این ویژگی باعث می‌شود که کربن بتواند با چهار اتم دیگر پیوند شیمیایی برقرار کند. این پیوندها می‌توانند با اتم‌های هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و خود کربن ایجاد شوند و ساختارهای پیچیده‌ای را شکل دهند که برای حیات ضروری هستند.

پیوند کربن-کربن بسیار پایدار است و این پایداری به تشکیل زنجیره‌های بلند اتم‌های کربن در زمین منجر شده است. این زنجیره‌ها امکان تشکیل گروه‌های شیمیایی متنوع را فراهم می‌کنند. پایداری بالا به این معنی است که پیوندهای کربن-کربن در دمای سطح زمین شکسته نمی‌شوند و می‌توانند در شرایط بحرانی، واکنش‌های جدیدی ایجاد کنند. این ویژگی‌ها نقش مهمی در پایداری و پیچیدگی ترکیبات آلی دارد.

انحلال‌پذیری کربن در آب برای شکل‌گیری حیات مبتنی بر کربن در زمین حیاتی بود؛ زیرا نقش آب در انجام بسیاری از فرآیندهای شیمیایی موجودات زنده انکارپذیر نیست؛ در واقع به‌نظر می‌رسد که کربن گزینه‌ای ایده‌آل برای ساخت حیات می‌باشد؛ پس چگونه است که از موجودات فضایی سیلیکونی صحبت می‌کنیم؟

در این میان، بحث درباره حیات مبتنی بر سیلیکون به این دلیل است که سیلیکون نیز می‌تواند در شرایط خاص، ساختارهای پیچیده ای ایجاد کند؛ همچنین، سیلیکون از نظر فراوانی در کیهان، به مراتب از کربن بیشتر است و این موضوع، احتمال وجود حیات بر پایه سیلیکون را در سیاره‌های دیگر افزایش می‌دهد.

سیلیکون، مانند کربن، توانایی تشکیل ۴ پیوند کووالانسی را دارد و می‌تواند زنجیره‌های طولانی تشکیل دهد. سیلیکون یکی از فراوان‌ترین عناصر در جهان است. با این حال، تفاوت‌های بین سیلیکون و کربن، مانع از شکل‌گیری حیات مبتنی بر سیلیکون در زمین شده است.

اول از همه اینکه در دمای کنونی پیوند سیلیکون-سیلیکون نسبت به کربن پایداری کمتری دارد. دوم اینکه سیلیکون در تماس با آب پایدار نیست. مشکل سوم اینکه سیلیکون در حضور اکسیژن سریع به SiO2 یا همان سیلیکات تبدیل می‌شود که حالت جامد دارد.

حضور موجودات فضایی بر پایه سیلیکون در تایتان

امکان وجود حیات بر روی تایتان (بزرگترین قمر زحل)، بارها مطرح شده است. اتمسفر تایتان عمدتا از نیتروژن و متان تشکیل شده و فاقد اکسیژن است. آب در آن به صورت منجمد وجود دارد و تنها یک درصد نور خورشید نسبت به زمین دریافت می‌کند. دانشمندان به احتمال وجود حیات مبتنی بر متان در تایتان اشاره کرده‌اند، با توجه به وجود دریاچه‌های متان مایع و شرایط آب و هوایی خاص. این موضوع، تایتان را به مکانی جذاب برای تحقیقات در زمینه حیات فرازمینی تبدیل کرده است.

با توجه به اطلاعات ارائه شده، احتمال وجود موجودات فرازمینی مبتنی بر سیلیکون در تیتان که به آب نیاز ندارند و از متان مایع استفاده می‌کنند، وجود دارد. این موجودات، در غیاب اکسیژن شکل می‌گیرند و امکان دارد دارای زره‌های معدنی سخت و ساختار متفاوتی نسبت به موجودات زنده زمینی باشند و تمدنی متفاوت را شکل داده باشند. بررسی دقیق‌تر شرایط محیطی تیتان و جستجوی نشانه‌هایی از حیات سیلیکونی می‌تواند به درک بهتر این احتمال کمک کند.

موجودات فضایی سیلیکونی تایتان احتمالا در اندازه میکروب خواهند بود. به‌باور دانشمندان موجودات فضایی سیلیکونی پیشرفته به دمای بالایی برای زنده ماندن نیاز دارند. اینجاست که حتی وحشتناک‌ترین سیاره‌های جهان به گزینه‌ای ایده‌آل برای حیات سیلیکونی تبدیل می‌شوند.

ویژگی‌های موجودات فضایی سیلیکونی

موجودات فضایی سیلیکونی می‌توانند با توجه به محیط زندگی خود ویژگی‌های گوناگونی داشته باشند. در ادامه ویژگی‌های خاص آنها در چهار محیط مختلف را بررسی می‌کنیم.

سیاره‌های با دمای بسیار پایین

در بسیاری از سیاره‌های فراخورشیدی دمای هوا بین ۹۰- تا ۱۸۰- درجه سلسیوس قرار دارد. در چنین دمایی ترکیبات بر پایه سیلیکون نسبت به کربن پایدارتر خواهند بود. در نتیجه ممکن است شاهد شکل‌گیری موجودات فضایی سیلیکونی با طول عمر بسیار بالا باشیم.

از آنجایی که در دمای پایین میزان فعالیت شیمیایی و سوخت‌وساز کاهش می‌یابد، این موجودات نیز فوق‌العاده کند خواهند بود؛ مثلا ممکن است مکانیزم تنفسی خاص آنها هر چند روز یکبار انجام شود.

سیاره‌های با دمای بالا

اگر یک سیاره از کمربند حیات به ستاره خود نزدیک‌تر باشد، به‌احتمال زیاد دمای سطح آن از ۳۰۰ درجه فراتر خواهد رفت. در این صورت موجودات فضایی سیلیکونی خاصی شکل می‌گیرند که جنس بدن آنها شبیه به بلورهای معدنی است؛ همچنین آنها احتمالا به‌جای اکسیژن از گوگرد یا گازهای فلزی برای تنفس استفاده می‌کنند.