他の星に生命は存在するのか？
科学者たちは長い間、最も原始的な形の生命が、惑星が形成された後の宇宙進化の次の段階であるかもしれないという説を推測してきました。 これはまだ理論に過ぎないが、惑星の起源に関する新しい考え方や化学における最近の発見が、それを裏付けている。
たとえば、これを書いている時点で、地球から4千万マイルのところに、地球よりも寒く、大気に酸素がなく、表面に水がほとんどない惑星、火星が存在する。
しかし、半世紀以上にわたって、天文学者は火星で季節によるわずかな色の変化を観測してきました。 これらは、火星の厳しい環境に適応した植物が生息している証拠と解釈されてきました。
さらに、W. M. シントンの限界分光観測は、火星の表面にC-H結合を持つ分子が存在する可能性を示唆している。 炭素と水素は地球上のすべての生物にとって基本的な元素であり、それらが結合した化学結合は、タンパク質や核酸などの生物学的構成要素の構造に不可欠である。 では、同じ太陽系で、同じような化学組成をもつ生命体が2度誕生した可能性はあるのだろうか？
宇宙の進化は、今日の星の間に存在するような巨大な宇宙塵の雲から始まります。 このような雲は「宇宙的」な元素の豊富さを持っており、主に水素とヘリウムで構成され、重い元素はほんの少ししか混じっていない。 あちこちにある物質は、近くの領域よりもいくらか密度が高くなる。 より拡散した領域は、より高密度の領域に重力で引き寄せられ、結果としてサイズと質量が大きくなる。 物質が凝縮した中心核に向かって流れ込むと、角運動量保存によって、核と流れ込む物質の領域全体がどんどん速く回転するようになります。
さらに、大量の物質が核に衝突し続けるので、その温度は着実に上昇することになります。 おそらく1億年後には、雲の中心部の温度は約1500万度まで上昇することでしょう。 この温度は、熱核反応（水爆の水素からヘリウムへの変換など）の発火温度である。 この時、雲の核は星となり、「オン」になって近くの宇宙に光と熱を放射します。
さて、星が形成されても、星の周りには大きな塵の雲があり、星と一緒に回転しています。 この雲は太陽系星雲と呼ばれ、星ができるときと同じように、小さくて濃い領域が近くの物質を引き寄せはじめます。 しかし、これらの領域から成長した原始惑星は、（近くの星の重力場で）衝突加熱によって熱核点火温度まで上昇することはなく、星ではなく惑星になるのです」
ヤーキーズ天文台の天文学教授ジェラルド P. カイパーは、近年、このようにして惑星の形成について説明しています。 原始惑星では、重い元素が中心部に沈み、より豊富な水素とヘリウムが新しい惑星を取り巻く大気の主成分となる傾向があるはずです。
しかし、原始惑星が非常に重い場合や、太陽から非常に遠い場合、原始惑星のガス分子に対する重力が、それを吹き飛ばそうとする放射線の力より大きくなり、原始惑星が大気を保持する可能性があります。 この大気は、原始大気から残留している場合もあれば、惑星内部からのガス噴出による場合もある。 例えば、地球の現在の大気は噴出物によるものであり、木星の現在の大気は残留している。
このように考えると、この太陽系の惑星の大気について、一般的に理解できるだろう：
- Mercury:
- 金星：重くなく、太陽に近く、ごくわずかな大気を保持している。 金星：水星よりも質量が大きく、太陽から遠く、重いガスである二酸化炭素のみを保持する。 地球：軽いガスである窒素、酸素、水蒸気を保持するが、ほとんどすべての水素とヘリウムを失っている
- 火星。
- 火星：太陽から遠く離れているが、地球や金星よりも質量が小さいので、主に重いガスである二酸化炭素だけを保持している。
- 木星、土星、天王星、海王星：太陽からはるかに遠く、非常に重いので、他の惑星がそれらを失っている一方で、彼らは多くの水素とヘリウムを保持しています。
多くの宇宙論に死刑宣告した太陽系に関する一つの事実は、太陽系の99パーセント以上の質量が太陽にある一方で、系の角運動量の98パーセント以上が惑星にあることである。 これは、あたかも回転慣性が太陽から惑星に移ったかのようである。 H. Alfvenは、これを「太陽の磁場と電離した太陽系星雲の相互作用」による、太陽の自転の磁気制動と説明した。 このことから、惑星系が形成される太陽系星雲が存在すると、中心星の自転がどんどん遅くなっていくことになる。 もし寒すぎれば、原始惑星の大気は吹き飛ばされず、その結果、おそらく木星に似た、しかしさらに大きく質量の大きい惑星系が形成される。 一方、星の温度が高すぎると、放射圧によって太陽系星雲が急速に拡散し、大気のない小さな惑星や、数百万個の小さな小惑星の系が残ることになる。 惑星が形成されるには、星の温度がこの両極端の間になければならない。
高温の星に惑星がないと考える理由はもう一つある。 もし、惑星系の形成と恒星の自転の減速の両方が太陽系星雲の存在から生じるのであれば、太陽系星雲を散逸して惑星を形成しない高温の星は自転が速いと予想されるはずである。 このことは、まさに観測されている通りです。 高温の星ほど自転が速いのです。
F星と呼ばれる星の特徴である約7000度の温度で、平均回転速度が急に大きく低下する。おそらく、この温度以下では、すべての星が惑星を形成するのに十分な太陽系星雲を保持していると考えられる（ただし、二重または多重太陽系の形成で太陽系星雲を使い切らない場合）。
そのような星の数は、星の総数の1～10％であり、我々の銀河系だけでも100億もの太陽系があることを示唆している。 このうち、地球のような惑星があるのは、おそらく1％、つまり1億個です。 宇宙で最も豊富な元素は水素なので、どの星系でも初期の原始惑星の大気は多くの水素と水素化合物を含んでいるはずである。 炭素、窒素、酸素の水素化合物は、おそらく原始大気中に最も多く存在する水素化合物である。 1953年、当時ハロルド・C・ユーレイ教授の下で働いていた大学院生のスタンリー・ミラーは、水素、メタン、アンモニア、水蒸気を混合し、エネルギーを供給すると、いくつかの基本的な有機化合物が生成されることを明らかにした。 (原始惑星圏のエネルギー源は、おそらく原始惑星が回っている太陽からの紫外線です）
これらの化合物はほとんどすべてアミノ酸であり、タンパク質が構築される生化学的なビルディングブロックなのです。 また、アミノ酸がプリンやピリミジンを作り、それが核酸の材料になるという説もある。 遺伝子や染色体などの遺伝物質も、おそらく核酸とタンパク質から構成されている。 また、遅い化学反応を触媒して複雑な生命体を可能にする酵素は、常にタンパク質である
ミラーの実験に匹敵する重要な実験が、S. W. フォックスによって行われた。 フォックスは、ミラーが合成したような単純な分子に、摂氏100度から200度の間の熱を加えた。 この簡単な方法で、たまたますべての陸上生物に広く分布している複雑な有機分子を少量ずつ作り出したのである。 特にフォックスは、核酸の合成に重要な中間体であるウレイドコハク酸を作り出した。 フォックスが必要とする温度は、地球の地殻を放射性物質で加熱することで容易に供給できる。 6457>
さて、ミラーとフォックスによって生成された分子は、まさに私たちが知っているような生命を形成するのに必要な分子であることは、実に驚くべきことです。
ミラーとフォックスによって説明されたプロセスは、おそらく中温の各星の少なくとも1つの惑星で発生するでしょう。 必要なのは、これらのプロセスによって生成された分子を、相互作用できる一カ所に集める方法である。 惑星の表面にある液体媒体は、この目的に見事にかなう。 大気中で生成された分子は、このような液体に落ち、陸上で熱を加えて生成された分子も、このような液体に流れ込むだろう。 液体アンモニアの海やフッ酸の海でも良いが、水の海が最も効率的に生体分子を集め、保存することができることが分かる。
私たちが考えている各系統の惑星は、おそらくその歴史の初期に液体の水の海を持っていたので、そのような惑星ではタンパク質と核酸の生産が期待できるかもしれません。 この分子は、周囲の海に浮かんでいる物質から他の同じ分子を作ることができるだけでなく、何らかの方法で変化させると、その変化した構造のコピーを作ることができるのです。 このような突然変異を起こし、自己複製する分子や分子の集合体は、自然淘汰を受けなければならない。 これらの理由から、それは問題の惑星における最初の生物として特定されなければならない。
したがって、この銀河系には、少なくとも生化学的に我々と類似した生物が繁栄している惑星だけでも1億個存在する可能性があるのだ。 一方、自然淘汰により、これらの生物はそれぞれ自分の環境にうまく適応しているはずである。 環境のわずかな違いが、やがて生物の構造に極端な違いをもたらすのだから、地球外生命体が見慣れたものと似ているなどということはありえないはずだ。 しかし、地球外生命体が存在すると信じる根拠はある。