آسمان در طیف رنگی از آبی به دلایل فیزیکی و شیمیایی خاصی به این شکل است:
۱. پراکندگی نور: نور خورشید که شامل طیف رنگ‌های مختلف است، وقتی به جو زمین می‌رسد، بر اثر پراکندگی با مولکول‌های هوا برخورد می‌کند. مولکول‌های هوا بیشتر از نور با موج زنجیری کوتاهتر پراکنده می‌شوند (موج زنجیری آبی و بنفش). این باعث می‌شود که آسمان در رنگ آبی دیده شود.
۲. ذرات کوچک معلق در هوا:
اسیدهای آمینه (Amino Acids) مولکول‌های بنیادی (Fundamental Molecules) هستند که پروتئین‌ها (Proteins) را تشکیل می‌دهند و نقش‌های حیاتی در بدن موجودات زنده (Living Organisms) ایفا می‌کنند. در ادامه به بررسی ساختار، انواع، عملکرد و اهمیت اسیدهای آمینه می‌پردازیم.
هر اسید آمینه از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
چندین نظریه دربارهٔ منشأ مولکول‌های کوچکی که باعث آغاز حیات در زمین اولیه شدند، وجود دارد. بر اساس این نظریه‌ها، این مولکول‌های کوچک ممکن است از طریق شهاب‌سنگ‌های مارکیسون به زمین آمده یا در چاه‌های گرمابی در عمق دریاها یا به دلیل آزمایش میلر–یوری به واسطهٔ برخورد رعد و برق در اتمسفر اولیهٔ زمین شکل گرفته باشند.
داده‌های تجربی کمی دربارهٔ نخستین مولکول‌های «خودتکثیرکننده» وجود دارد. به عنوان مثال، آر ان ای می‌تواند اولین مولکول خودتکرارکننده باشد، زیرا قادر است به طور همزمان اطلاعات ژنتیکی را ذخیره کرده و واکنش‌های شیمیایی را فعال کند (بر اساس فرضیه دنیای آر ان ای).
جوش آمدن آب یکی از پدیده‌های رایج و روزمره است که در زندگی همه ما اتفاق می‌افتد. اما آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که چرا آب دقیقاً در دمای ۱۰۰ درجه سانتیگراد (در فشار سطح دریا) به جوش می‌آید؟ در این مطلب به بررسی علمی این پدیده و عوامل مؤثر بر نقطه جوش آب می‌پردازیم.
نقطه جوش دمایی است که در آن فشار بخار یک مایع با فشار محیط برابر می‌شود و مایع شروع به جوشیدن می‌کند. در این دما، مولکول‌های مایع انرژی کافی برای غلبه بر نیروهای بین‌مولکولی و تبدیل شدن به گاز را به دست می‌آورند.
دلیل اصلی جوشیدن آب در ۱۰۰ درجه سانتیگراد به ساختار مولکولی آب و نیروهای بین‌مولکولی آن مربوط می‌شود:
نیروهای بین‌مولکولی: مولکول‌های آب توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل هستند. این پیوندها قوی‌تر از نیروهای بین‌مولکولی بسیاری از مایعات دیگر هستند.
تشکیل موجودات زنده از مواد غیر زنده به عنوان یکی از موضوعاتی است که تاکنون مورد بحث و بررسی علمی قرار گرفته است. این فرآیند به عنوان آزمایشگاهی مهم برای درک زندگی و تکامل در زمانهای اولیه زمین، یکی از بزرگ‌ترین معضلات دانشمندان محسوب می‌شود.
در شرایط آزمایشگاهی، برخی از شرایط محیطی زندگی که در طبیعت گزارش شده‌اند، احیای مواد غیر زنده را امتحان کرده‌اند. به عنوان مثال، ایجاد شرایط مانند جو حاوی گازهایی مانند متان، آمونیاک، آب، و انرژی مانند نور یا گرما، ممکن است منجر به ایجاد ترکیبات اولیه زیستی مانند آمین‌ها و نوکلئوتیدها شود.
یکی دیگر از روش‌ها، استفاده از شرایطی که در زمینه‌های زیر سطحی گرم دریاها وجود دارد.
در شرایطی که در زیر سطح دریاها وجود دارد، شرایطی که می‌تواند شبیه به شرایطی باشد که در زمان اولیه زمین وجود داشته است، ایجاد شده است. این شرایط شامل فشار بالا، حرارت مداوم، و وجود مواد آلی ساده مانند آمین‌ها و نوکلئوتیدها هستند. در آزمایشگاه، انجام آزمایش‌ها با ایجاد شرایطی شبیه به این محیط‌ها، منجر به تولید ترکیبات اولیه زیستی گردیده‌اند.
مواد آلی و مواد غیر آلی تفاوت‌های مهمی دارند:
1. ترکیب شیمیایی:
- مواد آلی: این مواد شامل کربن هستند و معمولاً شامل هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، فسفر، گوگرد و عناصر دیگری می‌شوند.
- مواد غیر آلی: این مواد عمدتاً شامل عناصر مانند فلزات (مانند آهن، آلومینیوم، سیلیسیم و غیره) و ترکیبات معدنی هستند که اکثراً شامل کربن نیستند.
2. واکنش‌پذیری:
- مواد آلی: این مواد معمولاً واکنش‌پذیرترند و می‌توانند با فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی پیوندهای شیمیایی بسیار پیچیده‌ای بسازند.
- مواد غیر آلی: این مواد در بسیاری از موارد کمتر واکنش‌پذیر هستند و معمولاً تحت شرایط شیمیایی سخت تر به تغییر و تبدیل می‌پذیرند.
3. وجود در طبیعت:
- مواد آلی: این مواد اساساً در موجودات زنده یافت می‌شوند و بخش اساسی از ساختار و فعالیت زیستی هستند.
در شرایط آزمایشگاهی یا در داخل ستاره‌ها، تبدیل یک عنصر به عنصر دیگر (مثلاً مس به طلا) به دو روش اصلی انجام می‌شود:
فیوژن هسته‌ای (ترکیب هسته‌ها):
در داخل ستاره‌ها، انرژی و دمای بسیار بالا باعث می‌شود که اتم‌ها به هم نزدیک شوند و هسته‌های آن‌ها ترکیب شوند. این فرآیند به ویژه برای تولید عناصر سنگین‌تر از هیدروژن (مانند هلیوم، کربن، اکسیژن، و غیره) اتفاق می‌افتد.
در شرایط آزمایشگاهی نیز، از طریق شتاب‌دهنده‌های پرانرژی مانند شتاب‌دهنده‌های هسته‌ای یا لیزرهای پرانرژی، می‌توان هسته‌های دو عنصر را به هم نزدیک کرده و آن‌ها را با هم ترکیب کرد. این فرآیند به عنوان سنتز عناصر شناخته می‌شود.
شکافتن هسته‌ها (اشعه‌زایی):
تبدیلات در طبیعت به دو حالت اساسی اصلی انجام می‌شوند که می‌توانند باعث تغییر یک عنصر به عنصر دیگری شوند. این دو حالت عبارتند از: تبدیل هسته‌ای و تبدیل شیمیایی.
تبدیل هسته‌ای به تغییراتی اطلاق می‌شود که در هسته‌ی اتمی اتفاق می‌افتد. این نوع تبدیل‌ها معمولاً به دلیل واکنش‌های هسته‌ای یا تجزیه‌ی رادیواکتیو رخ می‌دهند.
در این فرآیندها، هسته‌های اتمی تحت تأثیر عوامل مختلف تغییر می‌کنند و ممکن است به یک عنصر جدید تبدیل شوند. از مهم‌ترین فرآیندهای تبدیل هسته‌ای می‌توان به تجزیه‌ی رادیواکتیو، پرتوزایی بتا، پرتوزایی آلفا، تبدیل پروتون به نوترون یا برعکس و سایر واکنش‌های هسته‌ای اشاره کرد.
حیات بر پایه کربن به نوعی از حیات اطلاق می‌شود که بر پایه مولکول‌های کربنی ساخته شده است. این نوع حیات شامل بیشتر موجودات زنده زمینی می‌شود، از جمله باکتری‌ها، گیاهان، قارچ‌ها، حیوانات و حتی انسان‌ها.
کربن به عنوان یک عنصر شیمیایی کلیدی در حیات زمینی عمل می‌کند، زیرا به واسطه خواص خاص خود (مثل توانایی ایجاد پیوندهای شیمیایی متنوع و تشکیل زنجیره‌های مولکولی طولانی) به ساختارها و واکنش‌های زیستی اجازه می‌دهد. مولکول‌های زیستی معمولاً شامل کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن هستند، با ترکیباتی از جمله کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک.
از آنجا که زندگی بر پایه کربن برای زمینی‌ها بسیار شایع است، در مطالعات فضایی نیز به دنبال شرایطی هستیم که ممکن است این نوع حیات در آن‌ها وجود داشته باشد، اما باید توجه داشت که زندگی بر پایه کربن تاکنون تنها نمونه مشاهده شده ما از حیات است.
اصطلاح "حیات بر پایه کربن" به موجودات زنده‌ای اطلاق می‌شود که ساختار شیمیایی و متابولیسم آن‌ها بر اساس ترکیبات کربنی استوار است. در این نوع حیات، عنصر کربن نقش اساسی را در تشکیل مولکول‌هایی ایفا می‌کند که برای فرآیندهای زیستی حیاتی لازم هستند. این مولکول‌ها شامل پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک (DNA و RNA)، کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و سایر ترکیبات آلی هستند.
