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目前的理论普遍认为,宇宙始于大爆炸,之后不久夸克形成质子和中子,质子和中子又形成原子。

在接下来的15亿年左右的时间里,引力使这些元素形成了巨大的星云,最终形成了恒星和行星。

其他元素是通过这些恒星内部的核聚变形成的,最终爆炸或脱落元素,将较重的物质散落到各处。

今天,宇宙中大约有5%是由原子组成的,另外一个就是暗物质和暗能量。在这5%中,氢原子和氦原子占多数。

剩下的0.1%是一半的氧原子和四分之一的碳原子。也就是说,只有所有其他元素的0.025%,包括0.0005%的氯。

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图为:人类诞生的大爆炸

令人惊讶的是,如果我们查看在太空、恒星周围和星际介质中发现的大约200种分子的列表,有机分子(上面大致指的是那些分子含碳)占主导地位。

它们的大小从第一个在太空中发现的甲基炔烃(1937年CH)到迄今为止发现的最大分子C70巴基球(2010年),包括醇类、原始糖类、氨基酸等。

因此,多功能性化学键合中的碳增加了宇宙化学的复杂性。正如我们现在所知,它也是生活所必需的。

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我们仍在以每年四种的速度在太空中发现新的化学物质。然而,2017年有机卤素分子氯甲烷(CH3Cl)的发现激起了科学家的兴趣。

因为二氯甲烷或其他有机分子似乎很可能在恒星和行星的形成过程中幸存下来,并保存在彗星和柯伊伯带天体等冰体上。

下一个合乎逻辑的问题是彗星是否可以通过撞击将有机分子完整地运送到类地行星。

然而,一些有机星尘被发现具有类似于陨石中发现的复杂有机化合物的结构,陨石是早期太阳系的残余物。

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图为:模拟生命起源

这些发现提出了一种可能性,即恒星用有机化合物丰富了早期的太阳系,因为早期的地球受到彗星和小行星的撞击,这些彗星和小行星可能携带有机星尘。

尽管如此,这些运输的有机化合物是否在地球上的生命发展中发挥了任何作用仍然是一个悬而未决的问题。

宇宙其他地方存在生命的可能性

当我们思考太空中的有机分子,尤其是氨基酸和单糖等前生物分子时,我们的思绪不可避免地会转向更广阔的宇宙中是否存在生命。

唯一已知的生命例子是在我们的星球上发现的,当然,我们这一代技术人员面临的一大问题是我们是否可能在其他地方找到生命迹象,尤其是智慧生命。

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图:最远的地方海报

此前,航海者号任务背后的团队在一部名为《最远的地方》(豆瓣8.8)的纪录片中提出了这个问题。

所有这些发现都是肯定的,生命必须存在于宇宙的其他地方,而且从统计学上讲,生命极有可能存在。

然而,有许多关键因素可以发挥作用,其中巧合的时间尺度可能是至关重要的,因为宇宙历史上属于我们的短暂时期是否会与另一个种族的短暂时期重叠?

这可能是无望了,对于宇宙的时间尺度来说,我们太短了,而从地球生命发展的角度来看,所有的生命都有一个轮回。

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有机化合物不等同于生命

我们一定要注意,不要把“有机分子”等同于“生命”,因为宇宙中绝大多数的有机分子都是通过非生物形成途径产生的,并不通向起源.

香港大学孙果教授和张勇博士2011年的研究表明,宇宙中常见的有机物质含有芳香族(环状)和脂肪族(链状)的混合物。

这些化合物非常复杂,化学结构类似于煤和石油。由于煤和石油是远古生命的遗留物,以前普遍认为这类有机物只存在于生物体内。

他们通过红外空间天文台和斯皮策太空望远镜的观测,对光谱进行分析,证明即使没有生命形式存在,只要条件合适,在太空中也可以合成复杂的有机化合物。

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最后

我们应该记住,天文探索只是整个宇宙图景的一部分。他们依赖于精确和详细的实验室光谱,或密集的计算。

但了解潜在的天体化学方面绝对只是冰山一角,比如化学物质在太空中是如何形成的?它是如何销毁的?它能活多久?关于它存在的条件,它能告诉我们什么?

生命起源的探索不会停止。

也许在不久的将来,我们就会真正知道上帝的想法,上帝是如何创造这个世界的!

(我想知道上帝是怎么创造世界的,我对各种现象不感兴趣,我想知道的是他的想法。——爱因斯坦)

参考文献

有机宇宙。NatureAstronomyvolume.2017.10.3

香港大学。天文学家发现整个宇宙都存在复杂的有机物。