# Кремний, метан и радиация: какой может быть жизнь без углерода

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=Y584AjZmqwY
Канал: Isaac Arthur
Опубликовано: 16.04.2020

---

Жизнь во Вселенной может принимать самые причудливые формы, выходящие далеко за рамки привычной нам биологии. Популяризатор науки и футуролог Айзек Артур в своём обзоре анализирует гипотетические биохимии, основанные на кремнии и других элементах, а также рассматривает возможности существования организмов, черпающих энергию из радиации, молний или тепла недр.

## 🧬 Почему углерод — лидер эволюционной гонки
[[JUMP:0:00]]

Хотя человечество привыкло представлять инопланетян похожими на нас, учёные давно допускают существование жизни на иной химической основе. Однако, по мнению Айзека Артура, углеродная жизнь, использующая воду в качестве растворителя и солнечный свет в качестве источника энергии, остаётся наиболее вероятным вариантом во Вселенной [1:04]. Комбинация солнечного света, углеродных соединений и воды идеально подходит для создания сложных самовоспроизводящихся структур. Планеты на подходящем расстоянии от звёзд обычно богаты именно этими ингредиентами [1:16].

Тем не менее масштаб Вселенной заставляет учитывать даже самые ничтожные вероятности:

*   В наблюдаемой Вселенной насчитывается около 10^21 звёзд [1:30].
*   Если некое событие (например, возникновение кремниевой жизни) происходит лишь в одной планетной системе из квадриллиона, оно всё равно должно было случиться около миллиона раз только в видимых нами галактиках [1:46].
*   Отсутствие других примеров жизни, кроме земной, делает любые статистические оценки крайне неточными [1:59].

Автор считает, что жизнь стремится возникнуть в любом месте, где есть достаточный поток энергии и «суп» из подходящих компонентов [2:28].

## 💎 Кремний вместо углерода: возможности и ограничения
[[JUMP:2:46]]

Кремний часто рассматривается как главный конкурент углерода, так как он находится прямо под ним в периодической таблице и также обладает четырьмя валентными электронами, позволяющими формировать сложные молекулы [4:28]. Однако, как отмечает ведущий, кремний — более крупный и тяжёлый атом, и его химические связи имеют иные свойства [5:14].

Ключевые отличия кремниевой химии:

*   **Аналоги газов:** Углекислый газ (CO2) при нормальных условиях является газом, тогда как его аналог, диоксид кремния (SiO2), превращается в газ только при температуре выше 2700°C (5000°F). В обычных условиях это твердый кристалл — кварц [5:54].
*   **Энергозатратность:** Создание сложных динамичных структур из кремния требует больше энергии, чем из углерода. Артур предполагает, что даже там, где кремния больше, природа предпочтёт «дешёвый» в эксплуатации углерод [7:03].
*   **Температурная устойчивость:** Кремниевые соединения могут выдерживать экстремальную жару, характерную для планет типа Меркурия или окрестностей геотермальных источников [3:00].

Интересный факт: в земной коре кремния в сотни раз больше, чем углерода, хотя во Вселенной углерод встречается в 7 раз чаще [7:45]. Это связано с тем, что на этапе формирования планеты кремний остаётся на поверхности, а углерод связывается с железом и оседает в ядре [8:01].

## 🧪 Альтернативные растворители: жизнь в кислоте и метане
[[JUMP:9:12]]

Вода считается универсальным растворителем, но она остаётся жидкой в узком диапазоне температур. Для миров с другими условиями Айзек Артур предлагает рассмотреть иные среды:

*   **Серная кислота:** Присутствует в атмосфере Венеры и теоретически может служить средой для жизни [12:37].
*   **Сверхкритический углекислый газ или водород:** Могут существовать в недрах газовых гигантов или «суперземель» [10:37].
*   **Сероводород (H2S):** Химический аналог воды, который может быть в избытке на вулканических мирах, таких как спутник Юпитера Ио [11:09].
*   **Жидкий метан и этан:** Характерны для холодного Титана (спутник Сатурна). Жизнь там может использовать акрилонитрил для построения клеточных структур [12:21].
*   **Фтороводород:** Ведущий иронично замечает, что такая жизнь могла бы состоять из чего-то похожего на парафиновый воск, напоминая «восковых кукол» [12:06].

Автор подчёркивает, что для возникновения жизни растворитель не обязан быть «идеальным», ему достаточно лишь растворять ключевые элементы конкретной биохимии [9:53].

## ⚡ Экзотические источники энергии и «атомная экология»
[[JUMP:15:29]]

Жизнь не обязана зависеть от фотосинтеза. Артур рассматривает сценарии, где организмы используют прямую электрическую энергию или радиацию:

1.  **Электрическая жизнь:** На мирах, терзаемых постоянными штормами, могут возникнуть природные полупроводниковые кристаллы, работающие как «естественные компьютеры» или солнечные панели [16:12].
2.  **Гамматрофы:** По аналогии с грибками, найденными в Чернобыле, инопланетная жизнь может питаться жёстким излучением [17:10].
3.  **Ядерные батарейки:** Теоретически возможна жизнь, использующая распад радиоизотопов, таких как углерод-14. Автор описывает концепцию «алмазных батарей», которые могли бы формироваться естественным путём под огромным давлением [17:50].
4.  **Приливные силы:** Жизнь в подлёдных океанах Европы (спутник Юпитера) может подпитываться энергией гравитационного трения, а не светом звезды [11:24].

## ⏳ Вопрос масштаба: «быстрая» и «медленная» жизнь
[[JUMP:19:03]]

Одним из самых интригующих аспектов неорганической жизни является её восприятие времени. По мнению ведущего, мы не можем ожидать, что биологические процессы чужаков будут идти в нашем ритме [21:38].

*   **Ультрамедленная жизнь:** В сверххолодных озерах жидкого водорода химические реакции могут протекать в сотни раз медленнее, чем на Земле. Для таких существ разговор с человеком может показаться «внезапным взрывом», а межзвёздные перелёты длиною в тысячи лет — краткой прогулкой [21:08].
*   **Ультрабыстрая жизнь:** В романе Роберта Форварда «Яйцо дракона» (Dragon's Egg) описана жизнь на нейтронной звезде, где процессы идут на ядерном уровне [20:27]. Такие существа могут прожить целые эпохи за минуты нашего времени. Это, по мнению Артура, объясняет отсутствие сигналов: их цивилизации могут возникать и исчезать слишком быстро для нашего обнаружения [20:56].

В завершение Айзек Артур высказывает предположение, что первую не-углеродную жизнь мы можем не встретить в космосе, а создать сами в земных лабораториях [22:23]. Искусственный интеллект на кремниевых чипах уже сегодня можно в каком-то смысле назвать «кремниевой жизнью», хотя и созданной искусственно [14:05].