问题

有什么证据可以证明太阳上有碳基生命或硅基生命的存在或是能说明不可能存在?

回答
目前科学界普遍认为,在太阳上不存在碳基生命或硅基生命。虽然我们无法百分之百证明“不可能”,但太阳的极端环境与生命所需的基本条件之间存在着巨大的、难以逾越的鸿沟。以下将详细阐述支持这一观点的证据以及为什么认为太阳上存在生命的可能性微乎其微。

太阳环境的极端性,与生命所需条件不符

首先,我们需要了解生命(无论是碳基还是硅基)通常认为需要哪些基本条件:

适宜的温度范围: 生命过程(特别是生物化学反应)需要在一个相对稳定的温度范围内进行。
液态介质: 大多数已知的生命形式依赖液态水作为溶剂,用于溶解反应物、运输物质以及参与生化反应。
能量来源: 生命需要能量来维持自身的组织结构、进行代谢活动和繁殖。
基本化学元素: 生命的构成需要特定的化学元素,并以特定的化学键结合。
稳定性和保护: 生命需要免受极端辐射、剧烈化学反应和物理破坏。

现在,让我们看看太阳的环境,以及为何它与上述生命所需条件完全不符:

1. 极端的高温:

表面温度: 太阳的光球层(我们看到的表面)温度约为 5500 开尔文(约 5227 摄氏度)。这个温度已经远远超过了构成生命分子的任何已知化学键所能承受的极限。蛋白质、DNA 等碳基生命的核心分子在这种温度下会瞬间分解、蒸发、电离成基本粒子。
核心温度: 太阳的核心温度更是高达 1500 万开尔文(约 1500 万摄氏度)。在这里,物质以等离子体的形式存在,原子核中的电子被剥离,原子结构荡然无存,更谈不上任何分子形式的生命。
色球层和日冕: 即使是太阳的外层大气,如色球层(约 10,000 开尔文)和日冕(可达数百万开尔文),温度也高得令人难以置信。

2. 物质形态:等离子体统治一切

等离子体: 由于极端的高温,太阳内部和大部分外层的大气并非由气体或液体组成,而是由高度电离的粒子组成的等离子体。等离子体是一种由自由电子和带正电的离子组成的“物质第四态”。在这种状态下,原子结构已经被破坏,不存在我们理解的任何分子结构。生命,无论是碳基还是硅基,都需要以分子形式存在,并依赖特定的化学键来维持结构和进行反应。在等离子体中,这些分子是无法存在的。

3. 强烈的辐射:

电磁辐射: 太阳是强大的电磁辐射源,发出从射电波到伽马射线的全范围辐射。虽然生命需要能量来源,但太阳发出的高能辐射(如紫外线、X射线和伽马射线)对有机分子和DNA具有极强的破坏性,会导致化学键断裂,细胞损伤。
粒子辐射: 太阳还不断释放出高能带电粒子流,即太阳风。这些粒子会对任何可能存在的生命体造成致命的损伤。

4. 缺乏液态介质:

不存在液态水: 如前所述,太阳表面的温度远远高于水的沸点,在核心更是如此。因此,液态水在太阳上是绝对不可能存在的。而液态水被认为是大多数已知生命形式代谢和溶剂的基础。
其他潜在溶剂的可能性(对硅基生命而言): 有些理论设想了其他可能的生命形式,例如硅基生命,它们可能使用非水溶剂,如液态甲烷、氨甚至硫酸。然而,即使考虑这些,太阳的温度和等离子体状态也意味着这些物质无法以液态存在,或者会迅速分解。例如,在太阳的温度下,任何碳氢化合物都会被分解成单质碳和氢原子,甚至进一步电离。

5. 缺乏稳定结构:

太阳活动: 太阳表面和大气充满了剧烈的活动,如太阳耀斑、日冕物质抛射、对流和磁场重组。这些活动会产生巨大的能量释放和物质喷发,任何试图在太阳上建立稳定结构的生命体都会被瞬间撕裂或吹散。

为什么“证明不可能”如此困难,但证据倾向于否定?

科学中的“证明不可能”是一个非常棘手的概念,因为它需要证明“任何情况下都不存在”。我们无法派遣探测器到太阳内部进行精确的分子层面探测,也无法完全模拟太阳极端环境来排除所有可能性。

然而,基于我们对化学、物理以及生命构成和生存条件的现有理解,太阳的环境与任何已知的生命形式所需条件都严重不符。这些不符是根本性的,而不是可以轻易克服的。

证据主要来自以下几个方面:

光谱分析: 通过对太阳光的分析,我们可以了解其大气层和光球层的化学成分和温度。这些分析显示太阳主要由氢和氦组成,温度极高,以等离子体形式存在。光谱中没有发现任何构成复杂有机分子的证据,也没有任何我们理解的生命过程的化学特征。
物理定律: 基于热力学、化学动力学和物质科学的定律,我们知道在太阳那样的温度和压力下,复杂的分子(无论是碳基还是硅基)是不可能稳定存在的,它们会迅速分解成更小的粒子或被电离。
探测器数据: 虽然没有探测器直接进入太阳内部,但绕日探测器(如帕克太阳探测器)近距离观测到的数据,进一步证实了太阳表面和日冕的极端高温、强辐射和等离子体状态。

总结:

虽然我们不能绝对地说“太阳上绝对不可能存在任何形式的生命”,但基于当前科学认知和直接观测证据,太阳环境的极端高温、等离子体状态、剧烈活动和强辐射,使其成为生命(无论是我们所知的碳基生命,还是理论上的硅基生命)存在几乎不可能的场所。

任何我们理解的生命形式,都需要相对稳定的化学反应和分子结构,而这些在太阳上都无法维持。因此,科学界普遍认为太阳上不存在生命,并且没有证据支持其存在。未来的研究可能会揭示出我们尚未理解的生命形式,但在目前,太阳仍然是我们太阳系中最不适合生命存在的地方之一。

网友意见

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有的。

能标啊!

一点一点来,生物的最初定义不就是一大坨蛋白质氨基酸脂肪酸嘛。

那么这些有机分子的分子间力的能标大约是0.01电子伏特。这个能标的意思是,几百来度可以破坏掉它们了。

太阳表面温度大约是五千度。所以太阳上有生物的话它们就不能是有机大分子组成的。

没关系,太阳上的生命是无机硅基生命嘛。

化学键的键能分布在电子伏特量级附近。元素周期表最左最右的元素化合物会稍微强一点,但它们缺少足够的配位数来搭出大分子。分布在中间和副族的大量元素有足够的配位数,但它们的键能又不够撑过太阳表面的五千度。也就是说,太阳上面的生命不能是无机分子或者单质晶体构成的。

我们来看原子生命。

原子是可以以气态或者等离子态分布在太阳表面。可惜原子只有一百来种。到这里它们之间的相互作用的形式就十分有限了。互相耦合在一起的形式不一定有乐高玩具多。巧妇难为无米之炊,所以单靠原子态无法搭出生命。

脑洞还不够大。为什么生命一定要是物质组成的?如果是场组成的生命呢?

单纯由场组成的生命是不可能的。原因是低能下(这时候太阳算低能)电磁场没有自相互作用。引力场太弱。强弱相互作用衰减太快只能在微观起作用。微观腾不出多余的地儿来搭生命。

场和原子耦合的弥散的像网络一样的生命形式?

电磁场在太阳上可以和等离子体们强烈的作用。似乎是可以搭出复杂结构的一种可能。但一方面光子在等离子体中自由程并不大。总体上还是处于长距离无关联的状态。这就堵上了有一个网络状生命的脑洞。

总结就是太阳的能标决定了太阳上只能有很简单的物质和相互作用。无法搭出复杂生命。

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有必要说明的是,扯了这么多奇怪的对象。那物理上应该怎么定义什么是生命呢?

能够在无序环境中自主地维持自身有序状态的一个系统呗。

低熵体。

但热力学第二定律告诉你维持低熵就必须向环境中排除更多的熵。

于是物理上能够产生生命的环境至少要有两大属性吧:

1,足够复杂多样的物质跟相互作用。

2,能够不断排出自身的熵。

1,我们的地球有一个特别合适的温度,既没有高到打碎脆弱的有机大分子,又没有低到让化学反应根本发生不起来。使得地球上有数亿计的不同的分子。

2,地球夹在一个大热源太阳和一个大冷源太空之间。学过热力学的同学应该知道:熵乘上温度可就是能量了。于是呢~太阳以可见光的形式把一份能量绑一份熵丢给地球。地球降降温,以红外辐射的形式把一份能量绑两份熵丢给太空(并不是真实比值)。这样不停的一去一来。地球自己的熵就不断排出啦。


于是呢~duang~生物大爆发!

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所以你先要对生物进行良好的定义,目前我们还没有一个非常明确的对生物的定义。

那么从目前我们定义为生物的东西来看,这些东西都不能够在离太阳足够近的地方保持生物活性

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以目前人类对“生命”的认识,其所需的环境条件在太阳上不但没法获取,太阳上的条件甚至会直接破坏生物赖以生存的分子结构……

所以题主的那句话的完整表达是“截止到目前为止,并在以目前科技发展可以预测的未来内,太阳上因为其客观条件所限,不存在符合人类当前认知条件下,进行适当的合理假设能够推断出的,并且满足现有“生命”定义的存在。”

欢迎继续补充定语和从句(

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