地外生命

地外生命，生活可能存在或曾经存在于宇宙外的地球．寻找地外生命包括许多基本的科学问题。生活的基本要求是什么?生命会在地球的其他地方出现吗太阳系？还有其他像地球一样的行星吗?有多大可能进化智慧生命?

通用标准

没有人知道生命系统的哪些方面是必要的，从任何地方的生命系统都必须有这些方面的意义上说，哪些方面是必要的或有从某种意义上说，它们是进化偶然事件的结果，在其他地方，不同的事件顺序可能会导致不同的生命性质。在这方面，即使是发现一个外星生命的例子，无论在形式或物质上多么初级，都将代表着科学的一场根本革命。宇宙中是否存在着大量的生物主题和对位，或者存在着活生生的赋格，与地球上的一个曲调相比，它有点单薄和尖锐?还是地球上唯一的曲调?

地球上的生命，在结构上是基于碳，氢，氮，和其他元素，使用水作为交互媒介。磷,因为磷酸与有机残留物结合，是能量储存和运输所必需的;硫是否涉及到三维构型蛋白质分子;其他元素的浓度较小。这些特殊的原子生命的原子是无处不在，还是在地外生物中存在广泛的原子可能性?对地外生命的一般物理限制是什么?

在处理这些问题时，有几个标准可以使用。主要原子的宇宙丰度应该很高。结构分子的温度下的地球这个问题不应该如此稳定以至于化学反应是不可能的，但它们也不应该极度不稳定，否则有机体就会碎成碎片。分子相互作用的介质必须存在。固体是不合适的，因为他们的惰性。媒介，很可能是液体但可能非常密集气体，必须在许多方面是稳定的。它应该有一个大的温度范围(对于一种液体，两者之间的温差冰点而且沸点应该很大)。这种液体应该很难蒸发并冻结;一般来说，它的温度应该很难改变。交互媒介必须是优秀的溶剂．这颗行星上一定存在着流体，因为物质必须以食物的形式循环到生物体那里，以废物的形式从生物体那里排出。

因此，这颗行星表面应该有大气层和一些液体，尽管不一定是水海洋。如果强度紫外线或者来自太阳的带电粒子在行星表面很强烈，那么一些区域，也许在表面以下，应该被屏蔽掉免受这种辐射(尽管一些形式或强度的辐射辐射可能允许有用的化学反应发生)。最后，它是必要的条件允许存在自养(有机体合成至少部分自身营养物质的能力)或其他必要的净生产手段化合物．

从热力学角度来看,光合作用基于恒星辐射可能是地外生命的最佳能源来源。光合生物和他们接受的辐射不在热力学平衡．例如，在地球上，绿色植物温度约为300k(23°C，或73°F);的太阳的温度约为6000 K (K =开尔文)。在开尔文温标上，0 K[- 273°C，或- 460°F]为绝对零度273k[0°C，或32°F]是水的冰点，373 K[100°C，或212°F]是水在一个大气压下的沸点。光合作用是可能的，因为能量从一个较热的物体(太阳)传输到一个较冷的物体(地球)。如果辐射源的温度与光合作用器相同或更低，就不可能有光合作用。出于这个原因，地下绿色植物将利用热进行光合作用的想法红外辐射它周围环境释放的是站不住脚的．同样不可行的想法是感冒明星它的表面温度与地球相似，可以维持光合生物的生存。

人们可以利用这些条件来确定生命所需化学物质的限度。当原子以化学方式结合时，使它们分开所必需的能量称为化学能键能，键能的大小决定了两个原子之间的结合有多紧密。键能一般从约10电子伏(eV)到约0.03 eV不等。共价键,在那里电子在原子间共享，往往比氢键更有能量，氢原子在原子间共享，而氢键反过来比范德华力这是由一个原子的电子对另一个原子的原子核的吸引而产生的。原子，无论是自由的还是束缚的，都有一个平均值动能相当于大约0.02 eV。温度越高，越多的原子带着足够的能量自发地破坏一个给定的键。

在现代社会中，特定的原子具有有限的功能生物学，但是，除了结构和对液体相互作用介质的需要，它们可能不是基本的。富含能量的磷酸盐结合在一起三磷酸腺苷(ATP)的能量与氢键相当，但实际上能量相对较低。细胞储存了大量的这种键来驱动一个分子退化或合成。人们预计，高温世界的能量货币每键的能量要高得多，而低温世界的能量货币每键的能量要低得多。

在环境的适宜性(1913)，美国生物化学家劳伦斯·约瑟夫·亨德森首先从比较化学的角度强调了碳和水对于生命的优势。亨德森被这样一个事实所震惊，即所需要的原子正是周围的那些原子。对生命最有用的原子具有极高的宇宙丰度，这仍然是一个值得注意的事实。