Vida extraterrestre: ¿Cómo podría ser una forma de vida basada en silicio?

El silicio está justo debajo del carbono en la tabla periódica, lo que le permite formar cuatro enlaces con otros elementos y también formar compuestos de cadena larga. [1]

En términos generales, los enlaces de carbono son dos veces más fuertes que los enlaces de silicio y, como tales, las formas de vida basadas en silicio serían muy primitivas y muy débiles. De hecho, sería más difícil diferenciarlo de una “forma de vida” de silicio que un grupo aleatorio de átomos de silicio. También es mucho más probable que estas formas de vida ocurran profundamente debajo de la superficie en condiciones cálidas, con menos oxígeno y más hidrógeno en comparación con la vida superficial que vemos aquí en la Tierra.

Aunque el silicio es una posible alternativa al carbono, para ver por qué no es tan robusto como el carbono, considere lo siguiente. Listado justo debajo del carbono en la misma columna de la tabla periódica de los elementos, el silicio también tiene 4 electrones no apareados en su orbital más externo. Por desgracia, como se señaló anteriormente, el silicio no puede unirse a otros átomos tan bien como el carbono. Esto se debe a que, como se muestra en la figura, los 4 electrones no apareados de un átomo de carbono normalmente residen en su segundo orbital, y dado que 8 es el número máximo de electrones permitido en el segundo orbital de cualquier átomo, este orbital se llena y completa cuando el carbono se une con otros átomos. en los 4 lados En consecuencia, un enlace químico de carbono se encuentra entre los más fuertes de todos. Por el contrario, los 4 electrones no apareados del silicio normalmente residen en su tercer orbital, y aquí el número máximo de electrones permitido en el tercer orbital de cualquier átomo es 18. Aunque el silicio normalmente podría tener átomos unidos a cada uno de sus 4 lados, al igual que el carbono, el enlace de silicio no es tan fuerte como el enlace de carbono porque el orbital externo del silicio a menudo carece de un complemento completo de electrones, incluso cuando está unido a otros átomos. En general, los enlaces de carbono son dos veces más fuertes que los enlaces de silicio.

(Fuente: Centro Harvard Smithsonian de astrofísica: bioquímicas alternativas)

En términos generales, podemos sacar dos conclusiones aquí.

  1. Serían muy diferentes de la vida en la Tierra. ¿Responderían a los estímulos tal como lo hacemos nosotros? ¿Se reproducirían de la misma manera que nosotros? No lo sabemos, y algunas de estas preguntas difuminan las líneas si pueden considerarse vida en primer lugar.
  2. Los microbios a base de silicio son bastante posibles. Los científicos de Caltech han encontrado bacterias termofílicas , que sobreviven a temperaturas muy altas al infundir átomos de silicio en su estructura basada en carbono. [2] No es una forma de vida basada en silicio, pero eso es lo más cerca que hemos logrado llegar.

Notas al pie

[1] Silicona – Wikipedia

[2] Evolución dirigida del citocromo c para la formación de enlaces carbono-silicio: dar vida al silicio

La vida basada en silicio tiene dos posibilidades de cómo surgir:

  • Evolución natural de la materia abiótica.
  • Evolución artificial de artefactos a base de silicio con posibilidad de autorreplicación y evolución y para cobrar vida en alguna etapa del desarrollo.

No hay artículos publicados que muestren la posibilidad de que los productos químicos basados ​​en silicio tengan la misma funcionalidad que el ADN, el ARN y las proteínas.

Así que pensemos en la vida basada en silicio artificial. La funcionalidad clave es la autorreplicación.

Hay dos enfoques para hacer la replicación de chips electrónicos de silicio:

  • macro-replicadores: fábrica o unidad con posibilidad de extraer minerales, producir elementos y materiales químicos, imprimir en 3D o producir todas las piezas propias, incluidos chips electrónicos.
  • nano-replicadores: conjunto de nano-máquinas con posibilidad de ensamblar el mismo conjunto de nano-máquinas y luego también es posible extraer los átomos requeridos de elementos químicos del medio ambiente.

Soy escéptico sobre las posibilidades del conjunto de nano-máquinas solo para encontrar los elementos químicos requeridos y usarlos en el proceso de autorreplicación.

Así que me divierto con los macro replicadores basados ​​en silicio como descendientes de los robots y las computadoras avanzadas de hoy en día. Esta forma de vida no tiene límites tales como la vida basada en carbono en tamaño, edad, fuente de energía, ambiente especial.

Para este tipo de vida, cerca de cada parte del universo es adecuado: planetas similares a la Tierra, planetas gaseosos, nebulosas, enanos, estrellas y también nichos exóticos como vecindarios de agujeros negros o nubes de materia oscura.

Para un poco de inspiración, vea Camino a la colonización del sistema solar, Vía Láctea y más allá de la sesión “Subesión de colonización espacial” “Anexo A – Posibles entidades autorreplicantes que pueden habitar nuestra galaxia”.

Posiblemente más simple, el silicio a menudo se presenta como una alternativa al carbono como un átomo en el que podría basarse la vida, porque ambos son de la misma columna en la tabla periódica y tienen propiedades químicas muy similares, pero el silicio no es idéntico al carbono. Debido a que los átomos de silicio son más grandes que los átomos de carbono, los ángulos que el silicio se unirá con otros átomos no son idénticos al carbono, una consecuencia de esto es que no todas las moléculas que se pueden formar con carbono tienen equivalentes de silicio o no son tan estables, en De hecho, hay más moléculas basadas en carbono que moléculas basadas en todos los demás átomos combinados. Entonces, si hubiera vida basada en el silicio, tendría menos moléculas para elegir.

Respondiendo su pregunta con otra pregunta: ¿cómo son las formas de vida basadas en el carbono ?

Bueno, tenemos humanos, árboles, hongos, escoria de estanque, calamares, sifonóforos e isópodos bentónicos gigantes …

En otras palabras: pueden parecerse a casi cualquier cosa. No hay razón para esperar que las formas de vida basadas en silicio tengan una apariencia más restringida.

Desde un punto de vista de fantasía, todo lo anterior.

Desde el punto de vista de la química real, no se parecería a nada, porque no existiría por razones por las que he ido a otros lugares de Quora.

https://www.quora.com/search?q=d

Esto podría cubrirlo: tipos hipotéticos de bioquímica

La vida a base de silicio usaría amoníaco líquido como solvente, en lugar de agua, y requeriría temperaturas muy bajas.