[논문 리뷰] The Imperatives of Cosmic Biology

Carl H. Gibson, N. C. Wickramasinghe|arXiv (Cornell University)|2010. 02. 27.

Spaceflight effects on biology참고 문헌 7인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 유전자 복제를 하는 미생물로 이르는 희귀한 초기 유기 분자의 전환을 통해 우주에서 생명이 유일하게 한 번만 기원했다고 제안한다. 이후 우주적 규모의 분포가 폭발 이론을 통해 이루어지며, 수정된 빅뱅 우주론과 유체역학을 사용하여 은하와 은하단이 수평 유전자 이동, 항성-행성 상호작용, 항성 핵합성에 의해 연결된 생태계로 기능한다고 주장한다. 생명 형성은 조건이 허용되면 필연적이지만, 특정한 별에서 반드시 발생하는 것은 아니라고 한다.

ABSTRACT

The transformation of organic molecules into the simplest self-replicating living system,a microorganism, is accomplished from a unique event or rare events that occurred early in the Universe. The subsequent dispersal on cosmic scales and evolution of life is guaranteed, being determined by well-understood processes of physics and biology. Entire galaxies and clusters of galaxies can be considered as connected biospheres, with lateral gene transfers, as initially theorized by Joseph (2000), providing for genetic mixing and Darwinian evolution on a cosmic scale. Big bang cosmology modified by modern fluid mechanics suggests the beginning and wide intergalactic dispersal of life occurred immediately after the end of the plasma epoch when the gas of protogalaxies in clusters fragmented into clumps of planets. Stars are born from binary mergers of such planets within such clumps. When stars devour their surrounding planets to excess they explode, distributing necessary fertilizing chemicals created only in stars with panspermial templates created only in adjacent planets, moons and comets, to be gravitationally collected by the planets and further converted to living organisms. Recent infrared images of nearby star forming regions suggest that life formation on planets like Earth is possible, but not inevitable.

연구 동기 및 목표

• 생명의 출현이 초기 우주의 희귀한 사건으로 시작된 결정론적 결과임을 제안하는 것.
• 생명이 항성 활동과 수평 유전자 이동에 의해 촉진되는 우주생물론을 통해 은하를 가로질러 퍼져나가는 방식을 주장하는 것.
• 유체역학과 빅뱅 우주론을 통합하여 생명을 지탱하는 행성 덩어리의 형성과 확산을 모델링하는 것.
• 항성, 행성, 항성 잔여물이 새로운 행성계의 화학적 및 생물학적 씨앗을 어떻게 기여하는지 설명하는 것.
• 관측 데이터(예: 적외선 성간 형성 영역 이미지)를 통합하여 적절한 조건 하에서 생명 형성이 필연적인 이유를 설명하는 것.

제안 방법

• 수정된 빅뱅 우주론과 유체역학을 사용하여 플라즈마 이후 우주를 모델링하고, 초기 은하 형성 기간의 기체 분열을 통해 행성 형성 덩어리가 생성되는 과정을 시뮬레이션하는 것.
• 항성 진화 원리를 적용하여 이중 행성 덩어리의 융합이 항성 형성으로 이어지는 과정을 설명하는 것.
• 핵합성 이론을 사용하여 항성에서 생성된 비옥화 화학물질(예: 유기 전구체)의 기원을 추적하고 초신성에 의해 전달되는 방식을 분석하는 것.
• 우주생물론적 원형체(생물학적 구성 요소)가 이웃한 행 星, 위성, 혜성에서 형성되며, 새로운 행성이 중력적으로 이를 수집하는 방식을 제안하는 것.
• 은하간 및 간은하 거리에서의 수평 유전자 이동을 우주적 규모의 다윈 진화 메커니즘으로 통합하는 것.
• 성간 형성 영역의 적외선 관측을 분석하여 지구형 행성에서 생명 형성의 가능성 여부를 평가하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 초기 우주에서 자가 복제 가능한 생명이 처음으로 나타나는 데 영향을 주는 물리적 및 생물학적 과정은 무엇인가?
• RQ2 수평 유전자 이동은 어떻게 은하 및 간은하 규모에서 다윈 진화를 가능하게 하는가?
• RQ3 항성 폭발과 행성 형성은 어떻게 우주적 구조를 가로질러 생명 유지 화학물질을 분포시키는가?
• RQ4 관측적 및 이론적 제약 조건에 따르면 지구형 행성에서 생명 형성이 가능하지만 필연적인 이유는 무엇인가?
• RQ5 수정된 빅뱅 우주론과 유체역학은 초기 생명 기원 이후의 광범위한 생명 확산을 어떻게 설명하는가?

주요 결과

• 생명 기원은 초기 우주의 역사에서 희귀한 유일한 사건으로 제안되며, 이후 우주 전역으로 필연적인 확산이 이루어진다.
• 수평 유전자 이동과 간성간 물질 교환 덕분에 은하와 은하단은 상호 연결된 생태계로 개념화된다.
• 항성은 초기 은하 기체 내의 행성 크기의 덩어리 간 이중 융합에서 기인하며, 이는 행성 형성과 항성 탄생을 연결한다.
• 항성 폭발(초신성)은 비옥화 화학물질과 우주생물론적 원형체를 분산시켜 새로운 행성에서 생명 형성 가능성을 높인다.
• 성간 형성 영역의 적외선 이미지는 생명 형성 가능성을 지지하지만, 개별 별에서의 필연성은 보장하지는 않는다.
• 유체역학과 우주론의 조합은 생명의 확산이 잘 이해된 물리적 과정에 의해 지배되며, 이는 우주적 규모의 생태계 진화가 예측 가능한 결과임을 시사한다.