宇宙中只有一個生物形成的例子—生命。但如果生命可以以其他方式形成呢？你如何尋找當你？
這些問題令人擔憂天體生物學家，他們是尋找地球以外生命的科學家。天體生物學家試圖提出通用規則來管理地球內外複雜物理和生物系統的出現。
我是一個天文學家誰有寫得很廣泛關於天體生物學。透過我的研究，我了解到最豐富的外星生命形式可能是微生物，因為單細胞比大型生物體更容易形成。但為了以防萬一那裡有先進的外星生命，我在國際上顧問委員會為小組設計發送給這些文明的訊息。
探測地球以外的生命
自從第一次發現1995年的一顆系外行星，超過 5,000 顆系外行星，或繞其他恆星運行的行星，已被發現。
其中許多像地球一樣，又小又多岩石，並且在宜居帶他們的明星。宜居帶是行星表面與其繞軌道運行的恆星之間的距離範圍，使行星能夠擁有液態水，從而支持地球上的生命。
迄今檢測到的系外行星樣本項目3億個潛在的生物實驗在我們的銀河系中，或有 3 億個地方，包括系外行星和衛星等其他天體，都有適合生物出現的條件。
研究者的不確定性始於生命的定義。感覺定義生命應該很容易，因為我們看到生命就知道它，無論是飛翔的鳥還是在一滴水中移動的微生物。但科學家對定義沒有達成一致，有些人認為可能無法給出全面的定義。
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NASA 定義生命作為「能夠實現達爾文進化論的自我維持的化學反應」。這意味著生物體具有複雜的化學系統，透過適應環境而進化。達爾文進化論認為，生物體的生存取決於它的健身在它的環境中。
地球上的生命演化已經經歷了數十億年，從單細胞生物到大型動物和包括人類在內的其他物種。
進化與自然選擇 - YouTube
系外行星距離遙遠，而且比它們的母恆星暗數億倍，因此研究它們具有挑戰性。天文學家可以使用以下方法檢查類地系外行星的大氣層和表面一種稱為光譜學的方法尋找生命的化學特徵。
光譜可能會偵測到氧氣的特徵在行星的大氣層中，這種微生物被稱為藍綠藻，是數十億年前在地球上光合作用產生的，或者葉綠素特徵，表示植物的生命。
對生命的定義導致了一些重要但未解答的問題。達爾文進化論具有普遍性嗎？哪些化學反應可以導致地球以外的生物產生？
演化和複雜性
地球上的所有生命，從真菌孢子到藍鯨，都是從微生物演化而來的最後的共同祖先大約40億年前。
在地球上的所有生物體中都可以看到相同的化學過程，並且這些過程可能是普遍的。他們也可能是完全不同別處。
2024 年 10 月，不同的科學家群體聚集在一起跳出框框思考進化論。他們想退後一步，探索什麼樣的過程在宇宙中創造了秩序（無論是生物的還是非生物的），以弄清楚如何研究與地球上生命完全不同的生命的出現。
兩名研究人員提出，複雜的化學物質或礦物質系統，當環境中某些配置比其他配置更好地持續存在時，進化以儲存更多信息。隨著時間的推移，系統將變得更加多樣化和複雜，透過某種方式獲得生存所需的功能。。
他們推測可能存在一個定律來描述各種物理系統的演化。透過自然選擇進行的生物進化只是這更廣泛法則的一個例子。
在生物學中，指的是儲存在DNA分子上的核苷酸序列中的指令，它們共同構成了生物體的基因組並決定了生物體的外觀及其功能。
如果你定義資訊理論的複雜性，自然選擇將導致基因組變得更加複雜，因為它儲存了更多關於其環境的資訊。
複雜性可能有助於衡量生命與非生命的界限。
然而，認為動物比微生物更複雜的結論是錯誤的。生物資訊隨著基因組大小的增加而增加，但是演化資訊密度滴。演化訊息密度是基因組內功能基因的分數，或表達對環境的適應性的總遺傳物質的分數。
人們認為的原始生物，例如細菌，具有高資訊密度的基因組等等看起來設計得更好比植物或動物的基因組更重要。
一個生命的普遍理論仍然難以捉摸。這樣的理論將包括複雜性和資訊儲存的概念，但它不會與或我們在陸地生物學中發現的特定類型的細胞。
研究人員探索了替代品陸地生物化學。所有已知的生物體，從細菌到人類，都含有水，而且它是一種溶劑對於地球上的生命至關重要。溶劑是一種液體介質，可以促進化學反應，從而產生生命。但生命也有可能從其他溶劑中誕生。
天體生物學家威廉·貝恩斯和薩拉·西格已經探索了數千種可能與生命有關的分子。可能的溶劑包括硫酸、氨、液態二氧化碳甚至液態硫磺。
外星生命可能不是基於碳，它構成了所有生命基本分子的支柱——至少在地球上是如此。甚至可能不會需要一個星球為了生存。
外星球上的高級生命體可能如此奇怪的是他們認不出來。當天體生物學家試圖探測地球外的生命時，他們需要發揮創意。
一種策略是衡量礦物特徵在系外行星的岩石表面上，因為礦物多樣性追蹤陸地生物演化。隨著生命在地球上的進化，它使用並創造了用於外骨骼和棲息地的礦物質。生命最初形成時存在的 100 種礦物質如今已增至約 5,000 種。
例如，鋯石是簡單的矽酸鹽晶體，其歷史可以追溯到生命開始之前。澳洲發現的鋯石是已知最古老的作品地殼的。但其他礦物質，例如磷灰石是一種複雜的磷酸鈣礦物質，由生物學產生。磷灰石是骨骼、牙齒和魚鱗的主要成分。
尋找與地球不同的生命的另一個策略是探測文明的證據，例如人造燈，或大氣中的工業污染物二氧化氮。這些是智慧生命示蹤劑的例子，稱為技術簽名。
目前尚不清楚如何以及何時首次檢測地球以外的生命將會發生。它可能在，或透過嗅探系外行星的大氣層，或透過偵測來自遙遠文明的人造無線電訊號。
搜尋是一個曲折的道路，不是一條簡單的路。這對我們所知道的生活來說是這樣的——對於我們不知道的生活來說，所有的賭注都失敗了。
