क्यों सिलिकॉन आधारित एलियंस हमारे बजाय हमारे शहरों को खाएंगे: गैर-कार्बन एस्ट्रोबायोलॉजी पर विचार
संपादक का नोट: ब्रूस डॉर्मिनी, विज्ञान पत्रकार और लेखक 'दूर भटकने वाले: सौर मंडल से परे ग्रहों की खोज,' सिलिकॉन आधारित जीवन की संभावना के बारे में यूनिवर्स टुडे के लिए नासा के खगोल रसायनज्ञ मैक्स बर्नस्टीन का साक्षात्कार।
परम्परागत ज्ञान लंबे समय से यह रहा है कि कार्बन-आधारित जीवन, जो यहाँ पृथ्वी पर इतना आम है, निश्चित रूप से कहीं और प्रचुर मात्रा में होना चाहिए; हमारी आकाशगंगा और संपूर्ण ब्रह्मांड दोनों में।
तर्क की यह पंक्ति दो प्रमुख मान्यताओं पर आधारित है; पहला यह है कि जटिल कार्बन श्रृंखला के अणु, जीवन के निर्माण खंड, जैसा कि हम जानते हैं, पूरे इंटरस्टेलर माध्यम में पाए गए हैं। कार्बन की प्रचुरता अधिकांश ब्रह्मांडीय समय में फैली हुई प्रतीत होती है, क्योंकि ऐसा माना जाता है कि इसका उत्पादन लगभग 7 अरब साल पहले चरम पर था, जब ब्रह्मांड अपनी वर्तमान आयु का लगभग आधा था।
दूसरी प्रमुख धारणा यह है कि जीवन को एक अमृत की आवश्यकता है, एक विलायक जिस पर वह अपने अद्वितीय जटिल रसायन विज्ञान को आगे बढ़ा सके। ऐसा करने में पानी और कार्बन साथ-साथ चलते हैं।
जबकि दुनिया जैसा कि हम जानते हैं कि यह कार्बन पर चलती है, विज्ञान कथा की सिलिकॉन-आधारित जीवन के साथ लंबी इश्कबाज़ी - 'यह जीवन है, लेकिन जैसा कि हम जानते हैं' - एक परिचित पकड़ बन गया है। लेकिन किसी भी प्रकार के जीवन को विकसित होना चाहिए, खाना चाहिए, उत्सर्जित करना चाहिए, प्रजनन करना चाहिए और उत्तेजना का जवाब देना चाहिए।
और यद्यपि गैर-कार्बन आधारित जीवन एक बहुत लंबा शॉट है, हमने सोचा कि हम इस मुद्दे को देश के शीर्ष खगोल रसायनज्ञों में से एक - मैक्स बर्नस्टीन, वाशिंगटन, डीसी में नासा मुख्यालय में विज्ञान मिशन निदेशालय के अनुसंधान प्रमुख के साथ चर्चा करेंगे।
ब्रूस डॉर्मिनी-क्या यह मानना गलत है कि जीवन कार्बन के अलावा किसी और चीज पर आधारित हो सकता है?
मैक्स बर्नस्टीन। क्रेडिट: नासा
मैक्स बर्नस्टीन- हमारे लिए यह महत्वपूर्ण है कि हम परग्रही जीवन के बारे में खुला दिमाग रखें, कहीं ऐसा न हो कि हम उसके सामने आ जाएँ और उसे याद न करें। दूसरी ओर, जीवित चीजों की मुख्य संरचनाओं को बनाने में कार्बन किसी भी अन्य तत्व की तुलना में काफी बेहतर है। कार्बन महान विविधता की कई स्थिर जटिल संरचनाएं बना सकता है। जब कार्बन cxygen और नाइट्रोजन युक्त अणु बनाता है, तो नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के कार्बन बंधन स्थिर होते हैं। लेकिन इतना नहीं कि सिलिकॉन-ऑक्सीजन बॉन्ड के विपरीत, उन्हें आसानी से पूर्ववत नहीं किया जा सकता है, उदाहरण के लिए।
डॉर्मिनी-क्या हाल ही में नासा द्वारा वित्त पोषित मोनो लेक, कैलिफ़ोर्निया में अनुसंधान, जिसमें डीएनए के साथ बैक्टीरिया की खोज की बात की गई थी, जो फॉस्फोरस के बजाय आर्सेनिक का उपयोग करता है, वर्तमान प्रतिमान को खटकता है?
बर्नस्टीन- यह वास्तव में एक अच्छा परिणाम था, लेकिन मूल संरचना अभी भी कार्बन थी। कहा जाता है कि आर्सेनिक ने कार्बन की जगह फॉस्फोरस की जगह ले ली है। इस पुटीय आर्सेनिक जीव की खोज गलत साबित हो सकती है, लेकिन यह इसके पीछे विज्ञान के साथ एक परिकल्पना है, न कि केवल किसी ने एक विचार को उछाला और इसे इस स्तर पर छोड़ दिया कि यदि आप कार्बन को सिलिकॉन से बदल दें तो क्या होगा?
सिलाने की संरचना, मीथेन का सिलिकॉन आधारित एनालॉग।
डॉर्मिनी-सिलिकॉन सबसे लोकप्रिय गैर-कार्बन आधारित उम्मीदवार लगता है, क्या अन्य लोग भी संभव हैं?
बर्नस्टीन- किसी भी चीज की कल्पना करना कठिन है जो कि सिलिकॉन की अधिक संभावना होगी क्योंकि इसके रसायन विज्ञान के मामले में सिलिकॉन की तुलना में कार्बन के करीब कुछ भी नहीं है। यह आवर्त सारणी में कार्बन के ठीक नीचे सही जगह पर है। इसके ऊपर, [सिलिकॉन-आधारित जीवन] बहुत बेतुका नहीं लगता क्योंकि सिलिकॉन, कार्बन की तरह, चार बंधन बनाता है। CH4 मीथेन है और SiH4 सिलेन है। वे अनुरूप अणु हैं इसलिए मूल विचार यह है कि शायद सिलिकॉन एक संपूर्ण समानांतर रसायन शास्त्र, और यहां तक कि जीवन भी बना सकता है। लेकिन इस विचार के साथ बहुत सारी समस्याएं हैं। जैसा कि हम कार्बन और हाइड्रोजन के साथ देखते हैं, हम सिलिकॉन और हाइड्रोजन का एक जटिल स्थिर रसायन [केवल] नहीं देखते हैं। हम अपने लिपिड (झिल्ली बनाने वाले अणु) में हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं का उपयोग करते हैं, लेकिन समान सिलेन श्रृंखलाएं स्थिर नहीं होंगी। जबकि कार्बन-ऑक्सीजन बॉन्ड बनाए और अनमेड किए जा सकते हैं - यह हमारे शरीर में हर समय चलता रहता है - यह सिलिकॉन के लिए सच नहीं है। यह सिलिकॉन की जीवन-जैसी रसायन शास्त्र को गंभीर रूप से सीमित कर देगा। हो सकता है कि आपके पास कुछ सिलिकॉन-आधारित हो जो जीवित हो, लेकिन केवल इस अर्थ में कि यह सूचना पर गुजरता है।
डॉर्मिनी-यदि सिलिकॉन आधारित जीवन है, तो हम इसे दूर से कैसे खोज सकते हैं?
बर्नस्टीन- हम इस बारे में गंभीरता से बहस कर रहे हैं कि हम अपनी तरह जीवन को दूर से कैसे पहचानेंगे, इसलिए मैं वास्तव में नहीं कह सकता। संभवतः प्रौद्योगिकी का उपयोग करने वाले जीव, चाहे उनकी जैव रसायन कुछ भी हो, प्रौद्योगिकी का उत्पादन करेंगे, इसलिए एक्स्ट्राटेरेस्ट्रियल इंटेलिजेंस (SETI) के लिए खोज हमारा सबसे अच्छा शॉट हो सकता है।
डॉर्मिनी-आप यहां पृथ्वी पर सिलिकॉन आधारित जीवन की तलाश कैसे करेंगे?
बर्नस्टीन- जब एक विदेशी जीव की तलाश होती है तो यह वास्तव में कठिन होता है क्योंकि आप नहीं जानते कि कौन से अणुओं को देखना है। किसी को कुछ अधिक अस्पष्ट चीजों से संतुष्ट होना होगा, जैसे अणुओं के सेट जो वहां नहीं होने चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि आप एक विदेशी सिलिकॉन जीव थे, तो आप हमारी जैव रसायन की तलाश नहीं कर रहे होंगे, लेकिन यह तथ्य कि आप एक ही श्रृंखला की लंबाई को बार-बार देखते रहे, आपको इस तथ्य की ओर इशारा कर सकते हैं कि वास्तव में वे कार्बन श्रृंखलाएं हो सकती हैं एक जीव की झिल्लियों का आधार बनें।
एक हॉर्टा, स्टार ट्रेक ब्रह्मांड में एक काल्पनिक सिलिकॉन-आधारित जीवन-रूप। स्टार ट्रेक से छवि: मूल श्रृंखला © 1967 पैरामाउंट पिक्चर्स
डॉर्मिनी-यहाँ सिलिकॉन की सबसे बड़ी सांद्रता कहाँ हैं?
रेत में?
बर्नस्टीन- रेत या चट्टान में। पृथ्वी पर वस्तुतः मेगाटन सिलिकेट खनिज हैं।
डॉर्मिनी-क्या कभी किसी ने यहां पृथ्वी पर सिलिकॉन के स्व-प्रतिकृति उदाहरणों का पता लगाने का दावा किया है?
बर्नस्टीन- खनिजों के बारे में जानकारी रखने के बारे में विचार किया गया है जैसे डीएनए में जानकारी होती है। डीएनए एक श्रृंखला में जानकारी रखता है जिसे एक छोर से दूसरे छोर तक पढ़ा जाता है। इसके विपरीत, एक खनिज [इसकी सतह पर] दो आयामों में जानकारी रख सकता है। एक क्रिस्टल तब बढ़ता है जब नए परमाणु सतह पर आते हैं, परत दर परत निर्माण करते हैं। इसलिए, यदि एक क्रिस्टल शीट अलग हो जाती है और फिर बढ़ने लगती है तो यह एक नए जीव के जन्म के समान होगा और पीढ़ी से पीढ़ी तक जानकारी ले जाएगा। लेकिन क्या एक प्रतिकृति क्रिस्टल जीवित है? आज तक, मुझे नहीं लगता कि वास्तव में कोई सबूत है कि खनिज इस तरह की जानकारी देते हैं।
डॉर्मिनी-क्या समस्या की जड़ यह है कि सिलिकॉन-आधारित जीवन इतनी धीमी गति से प्रतिरूपित हो रहा है कि यह इसे एक गतिशील ब्रह्मांड में कभी नहीं बना सकता है?
बर्नस्टीन- मुझे नहीं लगता कि कोई भी सिलिकॉन जीवन रूप हमारे लिए जैविक खतरा हो सकता है। यदि वे उच्च तकनीक वाले होते, तो वे हमारी इमारतों को खा सकते थे या हम पर बंदूकें मार सकते थे, लेकिन मैं यह नहीं देखता कि वे हमें कैसे संक्रमित कर सकते हैं। हम गर्म दौड़ते हैं और तेजी से चलते हैं। अगर हम नहीं करते हैं, तो चीजें हमें पकड़ लेंगी और हमें खा जाएंगी।
अगर वे भी हमसे ज्यादा सख्त हैं और उन पर जो कुछ भी फ़ीड करता है वह भी धीमा है और सिलिकॉन आधारित शायद धीमा होने से कोई फर्क नहीं पड़ता।
डॉर्मिनी-सिलिकॉन आधारित जीवन के हस्ताक्षर क्या होंगे?
बर्नस्टीन- यदि वे तकनीकी नहीं हैं, तो उनका पता लगाना बहुत कठिन होगा। हम अस्थिर, अप्रत्याशित सिलिकॉन अणुओं की तलाश कर सकते हैं; कुछ उच्च ऊर्जा अणु जो वहाँ नहीं होने चाहिए, या सभी समान लंबाई की आणविक श्रृंखलाएँ।
डॉर्मिनी-क्या आपको लगता है कि सिलिकॉन आधारित जीवन कहीं और मौजूद हो सकता है?
बर्नस्टीन- शायद किसी बहुत गर्म हाइड्रोजन युक्त, ऑक्सीजन-गरीब वातावरण में किसी ग्रह की सतह के नीचे, आपके पास यह जटिल सिलाने रसायन होगा। वहां, शायद सिलेन सेलेनियम या टेल्यूरियम के साथ प्रतिवर्ती सिलिकॉन बांड बनाएंगे।
डॉर्मिनी-यदि ऐसा सिलिकॉन-आधारित जीवन फलता-फूलता है, तो इसका विकासवादी अंत क्या होगा?
बर्नस्टीन- अगर यह प्रोटिस्ट [सूक्ष्मजीव] चरण से आगे निकल सकता है, तो मुझे लगता है कि यह बुद्धि विकसित कर सकता है। मुझे नहीं पता कि बुद्धि के विकसित होने की कितनी संभावना है, लेकिन मैं सिलिकॉन क्रिस्टल में परत से परत या सिलिकॉन कृत्रिम बुद्धि में जानकारी पारित करने में विश्वास कर सकता हूं, लेकिन मुझे सिलिकॉन एप को 'एंग्री बर्ड्स' के बराबर खेलने की उम्मीद नहीं है। उनके सिलिकॉन-फोन पर।
डॉर्मिनी-यदि सिलिकॉन-जीवन विकसित होता, तो क्या इसका जीवनकाल इसके कार्बन-आधारित एनालॉग्स से अधिक लंबा होता?
बर्नस्टीन- मैंने पहले जिस प्रतिकृति खनिज का वर्णन किया था, वह पृथ्वी की सतह पर बहुत, बहुत धीरे-धीरे रह रहा होगा। लेकिन शायद कहीं ज्यादा गर्म, इसकी उम्र कम होगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि संभवतः जीवनकाल आपके रसायन विज्ञान की गति से जुड़ा है, जो तापमान पर निर्भर करता है।
डॉर्मिनी-अंत में, गैर-कार्बन-आधारित जीवन को क्या खतरे में डालेगा?
बर्नस्टीन- निश्चित रूप से शारीरिक नुकसान। संभवत: आप इसमें एक जैकहैमर ले सकते हैं?
लेकिन हमारी जैव रसायन इसके लिए रोगजनक नहीं होगी; हम उन्हें 'संक्रमित' नहीं कर सके जैसा कि 'विश्व युद्ध' में हुआ था।