对外星生物的一些猜想
许多人随意想象外星人。既然它是一个“外星人”，它似乎可以突破地球人的所有限制，做任何事情。甚至构成身体的材料和使用工具的材料也可能完全不同。例如，一些科幻作品将外星人乘坐的宇宙飞船描述为“由元素周期表以外的物质组成”。如果你想知道外星生命和地球生命有多不同，你需要看看我们宇宙中物质的基本元素和属性。许多人随意想象外星人。既然它是一个“外星人”，它似乎可以突破地球人的所有限制，做任何事情。甚至构成身体的材料和使用工具的材料也可能完全不同。例如，一些科幻作品将外星人乘坐的宇宙飞船描述为“由元素周期表以外的物质组成”。如果你想知道外星生命和地球生命有什么不同，你需要看看我们宇宙的基本元素和它们的属性。
大爆炸后，由基本粒子组成的高温高压粥逐渐冷却形成原子。此时，宇宙中的元素主要是氢和一些氦。如果宇宙像这样均匀膨胀，那么我们的宇宙将只由氢和氦组成，根本没有生命。
由于宇宙中物质的微小且不均匀的分布，稍高浓度的地方会吸引周围的物质并增加它们的质量。反过来，这将吸引更多的物质向自身靠近，增加物质在这些地方的浓度，最终形成一个行星。然而，如果只有物质的浓度增加，而物质本身不变，那么世界仍将只由氢和氦组成。
幸运的是，地球内部的高温和高压可以使原子核相互融合，产生更大的原子核并形成新的化学元素，包括碳、氮、氧、钾、钠、镁、钙、硫、铁和其他陆地生物所需的元素。在超新星爆发的更剧烈的条件下，也可以产生比铁更重的元素，如铜、锌、银、金、铀等。其中一些元素(如铜、锌)也是地球类型生命所需要的。
到目前为止，有118种元素(编者注:也有人声称俄罗斯科学家已经人工合成了元素119和120等。由于目前缺乏相关信息，118种元素的主张在这里暂时仍然有效，并将在以后有相关信息时介绍)已经被发现或人工合成，其中94种存在于地球上。人工合成的元素具有高的原子序数(原子核中质子的数量)和短的半衰期(例如，原子序数为112的元素具有280微秒的半衰期)，这是不可能长期存在的，并且对生命没有意义。事实上，构成地球生命的主要元素的原子序数很低，如氢(1)、碳(6)、氮(7)、氧(8)、钠(11)、镁(12)、磷(15)、硫(16)、钾(19)、钙(20)、铁(26)等。原子序数大于碘(53)的元素与地球类型的生命毫无关系，更不用说原子序数大于118的元素了(即使它们能稳定存在)。
从原子序数为1的氢到原子序数为118的未被占据的氢，周期表上的所有位置都被填满了。换句话说，没有原子序数低于118的元素是人类未知的。如果宇宙中所有的行星都是由这些元素组成的，那么外星生物也必须由这些元素组成。
我们现在的宇宙在所有方向上都是高度“各向同性”的，也就是说，宇宙的膨胀在所有方向上都是非常均匀的，所以在宇宙的其他部分，应该有与太阳系中的元素相同的元素，除了周期表中的元素之外，不会有其他元素。虽然我们不能直接对其他星系中的元素进行取样和测试，但对遥远恒星的光谱分析证明，我们可以在其他星系中观察到的元素是已知的，不属于周期表的范围。在这种情况下，所有地外生命只能由这些已知的元素组成，并在这些元素的基础上“耍花招”。
然而，人类已经对元素周期表中元素的性质进行了非常详细的研究和了解，从而知道哪些元素可以用来构建生物大分子，哪些不能。
虽然地球上有94种元素，但能形成复杂生物大分子的元素非常有限。在这94种元素中，第八主族的6种元素(氦、氖、氩、氪、氙、氡)是惰性气体(主族是元素周期表“垂直行”中的一种元素，它们的化学性质彼此相似)。它们的外层电子已经完全耗尽，它们都以单原子状态存在，“独立”存在，与其他元素甚至生命无关。第七主族的“卤素”元素(氟、氯、溴、碘和薁)只能形成一个化学键，自然不能连接在一起形成大分子。第6族元素(氧、硫、硒、碲、钚)是二价的，不能形成长链。此外，即使它们能形成某种结构(例如，假设氧原子能与长链相连)，由于它们的两个化学键已经“用完”，没有其他官能团能与它们相连。
所有第1族元素(锂、钠、钾、铷、铯、钫)和第2族元素(铍、镁、钙、锶、钡、镭)都是金属。第3族元素(硼、铝、镓、铟、铊)都是除硼以外的金属。除了主族元素外，所有亚族元素(也称为“过渡元素”)也是金属。然而，由于电子容易损失，金属元素基本上存在于无机小分子如盐中，不能形成生物大分子的骨架。
硼可以和氢形成“硼烷”。硼烷分子暴露在氧气中会燃烧产生氧化硼。硼烷也在水中分解，对人体有很高的毒性。硼烷分子大多是由三角形组成的多面体，如笼状、网状和巢状结构，而不是形成长链或环状结构。由于这些原因，硼不可能是构成生物分子骨架的元素，尤其是在有水的环境中。
在其余的元素中，只有第4族的碳和硅(另外三种元素是锗、锡和铅)和第5族的氮、磷和砷(另外两种是锑和铋)是非金属。在五种非金属元素中，只有碳和硅的原子可以相互连接形成长链或环状化合物。地球上所有生物大分子的“积木”，包括氨基酸、脂肪酸和葡萄糖，都是互相连接形成骨架的碳原子。由于碳原子是四价的，除了使用两个或三个共价键相互连接外，还可以有“多余的”键与官能团连接，形成具有生物功能的分子。核苷酸中的碱基和核糖也是环状化合物，主要由碳原子加上氮或氧原子组成。所以地球上的生命是基于碳的。
硅原子也可以相互连接形成长链或环状化合物。由于硅也是四价元素，官能团也可以连接到硅链或硅环上。所以理论上，硅基生命是可能的。然而，由硅和氢组成的化合物(硅烷)在水中是不稳定的，因此基于硅的生命不能以水为介质。
由此可以看出，虽然地球上可能有94种元素，但可用于构建生物大分子框架的元素也非常有限，碳和硅可能不会产生。
有些人可能会问，难道不可能从地球上的元素中生产出各种具有特殊性质的物质吗？例如，超导体、光电材料、特殊合金、碳纤维、隐形材料、半导体、尼龙等等都是由地球上的元素构成的。为什么外星生命不能用这种方式建造自己的身体？
但别忘了，这些特殊物质是“人造物质”，因为它们是通过先净化元素或创造基本结构单元，然后使用特殊技术制成的。在生命的形成中，没有“人类”的帮助，只有靠现成的原材料，在当时的物理和化学环境中，“自己”一代。
形成类地生物的原始物质早就从地球上消失了(被后来形成的生物吃掉)，但是陨石和彗星在行星形成之前就含有来自太空的物质。这些物质可以被陨石和彗星带到地球上，作为生命的原料。研究陨石和彗星中的有机物可以给我们一些有益的启示。
从陨石和彗星中包含的有机物判断，它们基本上是碳基化合物。例如，美国的“星尘任务”从彗星81P/WILD2 2收集粒子，发现了大量的“芳香族化合物”(由碳原子和氢原子组成的环状化合物)和脂肪族化合物(由碳原子连接的长链，氢原子附着在其上)，以及含碳官能团，如甲基和羰基。
如果我们考虑到地球外空间广泛存在的水使得保存和开发硅和氢化合物变得困难，那么彗星和陨石中包含的有机物种强烈地表明地球外生命可能是碳基的，并且可以使用生物大分子如蛋白质和核酸(因为它们的原材料已经存在于空间中)。
当然，碳基生命不必与地球生命完全相同。例如，一个含有两个氨基的氨基酸在自然条件下可以形成一个“肽核酸”，如果碱基(嘌呤和嘧啶)附着其上的话。虽然它不像在DNA中那样通过磷酸和核糖连接形成长链，而是像在蛋白质分子中那样通过酰胺键连接，但是它也可以像在DNA双螺旋中那样实现碱基配对，并且它的结构比DNA更稳定并且可以作为遗传物质。有些人认为地球上的早期生命是由肽核酸作为遗传物质组成的，我们没有理由相信外星生命不会使用这种物质。他们使用的蛋白质类型的生物大分子可能不同于地球类型的生物大分子。然而，直到我们看到外星生命的真实物体，我们才知道实际情况。
除了推测外星生命可能基于碳，我们还可以根据地球上生命的进化过程推测外星生命形成和发展的可能路径。
细胞结构。原始生命形成的首要条件是与环境分离，所以限制物质*运动的“墙”是必要的，也就是说，必须有原始的“细胞”。由于分子扩散是一个相对缓慢的过程，细胞不可能太大(地球上的微米级)，无法及时实现细胞内外的物质交换。在以水为介质的生活中，这种“壁”必须不溶于水，并且必须被“亲脂性”化合物填充。在地球生命中，这个“壁”是由磷脂组成的细胞膜。在地球上，较大的生物由多个细胞组成，每个细胞的大小仍在微米数量级。有可能地外生命也会采用这种方法，因为他们面临的物理和化学定律与地球上的相同。
自养和异养生物。最初的外星生命只能自养，因为没有其他生物可以“吃”。随着生命的进化，很有可能“拿走”其他生物现成的“部分”来组装它们自己的生物(即“异养生物”)。因此，可能存在自养和异养的外来生物。如果有外星智能生物，它可能是异养的。
生殖方式。有性生殖可以使不同的生物体交换和分享遗传物质，从而使它们的后代有更多的遗传物质多样性，并能更好地适应环境的变化。外星生命是否也分裂是一个有趣的问题。
疾病。外来生物也可能有各种疾病，包括遗传引起的疾病和微生物引起的疾病。
生存竞争。地球上所有的生物都必须相互竞争资源，优势和劣势都应该被淘汰。外星生物可能无法避免这种命运。如果外星智能也是通过生存竞争发展起来的，它们可能对地球上的生命不友好。不可能把我们当作食物来“吃”，因为构成我们身体的“部分”可能与外星人不同，不能被使用。但是外星人可能会和我们争夺自然资源。正如英国科学家斯蒂芬·威廉·霍金警告的那样，与外星人接触可能有风险。
总之，尽管外星生物可能与陆地生物不同，但它们也是由与地球相同的化学元素组成的，物质之间相互作用的客观规律也是一样的，所以外星生命也将受到这些化学元素性质的限制，外星生命的形成和发展不能违反某些基本规律，其中许多规律与陆地生命面临的规律相同。所以外星生命不能是任意的。
上面提到的是我们对外星生命的一些推测，但是只有当我们看到真正的外星生命甚至外星人时，我们才能知道这些推测是否正确。这就是为什么地球人渴望了解外星生命，尽管与外星人接触有风险。