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没有水,生命会是什么样

Miqo 编辑部 · 1 个来源

为什么必须是液体

在气体中,分子四散飞开,几乎不会相互作用;在固体中,分子则完全无法移动。液体提供了一个中间状态:粒子能够移动,同时又排列得足够紧密,可以相遇并形成复杂化合物。

所以,寻找生命时,人们关注的是液体。问题不是“那里有没有水”,而是“那里有没有能长时间存在的液体”,然后才会进一步判断那是什么物质。

  • 水:范围宽,能溶解许多物质
  • 氨:在更低温度下仍为液体
  • 甲烷:只有在极寒条件下才是液体

这条带显示了水的主要优势,它在很宽的温度范围内都能保持液态。其他候选物的这个范围明显更窄,因此条件必须更加精确地吻合。

替代物有什么问题

水

能溶解许多物质,液态温度范围很宽,而且冰比水轻,会浮在水面上,不会让水体冻透

甲烷和氨

能溶解另一组物质,液态温度范围很窄,而且在这么低的温度下,所有反应都进行得极其缓慢

冰的性质值得单独解释。固态水比液态水轻,所以冰会浮起来,在水体上方形成一层盖子,保护下面的生命。几乎所有其他物质的固态都更重,会沉到底部,把整个水体一直冻到底。

冷溶剂面临的主要问题是速度。在零下180度时,化学反应进行得极其缓慢,想要形成复杂结构,可能要等上超过宇宙年龄的时间。

尽管如此,科学家仍在认真研究这类地方。土星的一颗卫星上有液态甲烷湖泊,除了地球以外,这是已知唯一一个表面能稳定存在液体的天体。

科学家也提出了一个谨慎的提醒。我们寻找的是类似于已知生命的生命,因为我们不知道该如何寻找未知的生命:我们不清楚应该依据什么特征来识别它。这是方法的局限,而不是对自然本质的结论。

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来源

  1. 液态氨和碳氢化合物被视为生命的替代溶剂;它们的限制包括液态温度范围狭窄,以及在相应温度下化学反应速率极低。