每日快看：我们从未见过外星生命，科学家为什么会认为外星生命需要液态水？

2023-04-13 15:56:01 来源 : 魅力科学君

迄今为止，我们已经发现了超过5000颗系外行星，其中还有一些行星被称为“宜居行星”，科学家认为，这些行星与它们的主恒星之间的距离既不太远，也不太近，其星球表面的温度能够让液态水长期存在，因此在这些“宜居行星”上，就可能存在外星生命。

这就有点令人疑惑，我们从未见过外星生命，根本就不知道它们是以哪种生命形式存在的，科学家为什么会认为外星生命需要液态水呢？其实原因很简单，那就是从我们对宇宙的认知来看，碳基生命是宇宙中最有可能存在的生命形式，而碳基生命则有很大的可能会依赖液态水生存。

所谓碳基生命，并不是指身体中碳含量特别高的生物，而是指碳元素为有机物质基础的生命形式，我们可以简单地将其理解为，构成碳基生命的有机物质，其分子结构全部都是由彼此相连的碳原子来作为“骨架”的。

(资料图片)

实际上，地球上已知的所有生物都是碳基生命，这并不是一种巧合，因为对于地球上的生命来讲，碳元素拥有巨大的优越性，比如说碳原子最外层的电子有四个，这就意味着，它们得到和失去电子的能力都差不多，可以通过四个化学键与其他的原子形成异常复杂的高分子结构。

而在与其他原子结合时，碳原子还可以形成双键甚至是三键，在此基础上，再加上碳原子只有两个电子层，这使得其原子核对外层电子的控制力度比同族的其他元素（如硅、锗、锡、铅等）要强得多，这无疑使得以碳元素作为“骨架”的化合物更加稳定。

碳元素是如此“优秀”，我们完全有理由相信，假如某颗行星上存在着与地球类似的环境，并且还演化出了生命，那么这些外星生命很可能也是碳基生命。

那为什么说碳基生命是宇宙中最有可能存在的生命形式呢？原因很简单，那就是在可观测宇宙中，碳元素的丰度排名第四，这远远地超过了宇宙中有可能成为高分子化合物的“骨架”的其他元素。

另一方面来讲，根据我们对生命的认知，生命的活动离不开各式各样的化学反应，为了让各种物质高效地参与化学反应，生命的一个理想选择就是，把物质溶解在某种液态溶剂之中，而这样做还有另一个好处：能够让物质能够更加方便快捷在生命体之内传输。

对于碳基生命而言，液态水可以说是一种很好的选择，这主要有以下几个原因：

1、水分子结构简单：两个氢原子和一个氧原子，就形成了一个完整的水分子，其分子结构比宇宙中其他有可能充当液态溶剂的物质简单得多。

2、水的液态范围：无论是从温度还是从压强来看，水都可以在较大的范围内呈现为液态，而在碳基生命能够生存的自然环境中，其温度和压强的范围与之有很大的重叠。

3、水分子的极性很强：水分子内部的电荷分布得并不均匀，具体表现为氧原子这一头带负电荷，氢原子那一头则带正电荷，所以水分子就有了很强的极性，这就使得液态水拥有了强大的溶解能力。

更重要的是，水的“原材料”在宇宙非常丰富，要知道在可观测宇宙中，氢和氧的丰度分别排名第一和第三，在这个基础上，再加上水分子的结构又非常简单，这样就使得水在宇宙中大量存在，其数量远超宇宙中有可能充当液态溶剂的其他物质。所以一个合理的推测就是，如果宇宙中某颗星球上演化出了碳基生命，那它们就有很大的可能会依赖液态水生存。

结语：

总而言之，科学家之所以看重液态水，其实是因为已知的宇宙规律表明，需要液态水的碳基生命是最可能存在的生命形式，虽然我们并不能排除不需要液态水的外星生命存在的可能，但是由于我们的探测资源是有限的，因此想要在茫茫的宇宙中寻找可能存在的外星生命，我们就应该遵循一定的逻辑，尽量做到少走弯路，从而提高我们找到外星生命的概率。

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