地球生命起源之謎 天文學家:量子穿隧是唯一解

研究認為,地球生命的起源只有一個可能:是宇宙傳送過來的。
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宇宙並沒有給原子能量,相反的,宇宙把它們傳送到障壁的另一邊,假裝障壁不存在。這個過程就是量子穿隧效應。(梵谷:星夜)
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近期一篇刊登於《自然・天文學》( Nature Astronomy ,出版《 Nature 》期刊的自然出版集團旗下另一本同儕審查期刊)的研究文章認為,地球生命的起源只有一個可能:是宇宙傳送過來的。

1929 年英國遺傳學家霍爾丹提出「原始湯( Primordial soup )」的概念,認為第一個細胞來自早期地球上混合了許多化學物質的水池中。然而,創建生命的構件必須先來到這鍋「濃湯」裡,才能有往後的發展。因此科學家開始尋找問題的答案,「胺基酸是如何出現在地球的?」

包含馬克斯·普朗克研究所( Max Planck Institute )、以及德國耶拿大學( Friedrich Schiller University )等研究者的團隊認為,事實上我們的起源來自太空。

論文提到,「我們實驗證明碳原子在冰冷的固體顆粒(宇宙塵)上凝結,而導致了聚甘胺酸單體異構物( isomeric polyglycine monomers )的生成」。意即,研究團隊在類似太空的環境裡實驗出形成複雜胺基酸。

然而,即使該實驗說明組成生命的基本構件胺基酸有可能在太空中形成複雜的鏈( Chains ),太空的環境太冷、也同樣無法提供分子形成胺基酸所需的能量,以突破能量障壁( energy barrier ,粒子在發生變化時不得不跨越的障壁 )。研究人員在此拿「宇宙就是愛作弊」來解答。

宇宙並沒有給原子能量,相反的,宇宙把它們傳送到障壁的另一邊,假裝障壁不存在。這個過程就是量子穿隧效應( Quantum tunneling effect )。

任職於《化學世界》( Chemistry World ,英國皇家化學學會出版的化學新聞月刊)的編輯 Katrina Kramer 解釋這一塊,「如果把一個粒子形容成一個震盪波,它的振幅就代表在某處能找到它的機率。當遭遇障壁的時候,震盪波不會嘎然而止,相反的,它會以較小的震幅延續到障壁的內側與另一側。」

也就是說,地球生命的存在,是因為宇宙可以讓粒子穿牆而過。建構我們的胺基酸在變成有機物之前,很可能正是在如此滑稽的情況下在太空中生成的。論文說,「這些有機物有部分可能是胜肽的形式,到了後期,帶有胜肽的宇宙塵變成了組成彗星或隕石的成份之一,在早期地球被各種外來天體痛擊的時期被送進來」。

組成生命的基本構件在宇宙中可能比我們過去所想像的更隨處可見。只是對於地球生命而言,可以支撐我們滋長的可能只有這個行星。

核稿編輯:Mia

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