膨胀宇宙中的生命起源

以 RNA 形式存储的有序信息的非生物起源是关于生命起源的一个重要未解决问题。长度超过 40–100 个核苷酸的聚合物是期望具有自我复制活性所必需的，但借助随机反应形成具有正确核苷酸序列的如此长的聚合物在统计上似乎不太可能。然而，由单次暴胀事件创造的我们的宇宙，很可能包含超过 $10^{100}$ 颗类太阳恒星。如果生命能如此大的体积中至少涌现一次，那么即便在仅含 $10^{22}$ 颗恒星的可观测宇宙中预期的非生物起源事件数可忽略不计，这也与我们在地球上观测到的生命不矛盾。此处，推导了作为首个生物聚合物所需的最小 RNA 长度 $l_{\min}$ 与期望通过随机添加单体形成如此之长且有活性 RNA 所需的宇宙尺度之间的定量关系。随后表明，在膨胀宇宙中某处确实可产生有活性的 RNA，从而给出了非生物聚合问题的一种解。另一方面，对于地球上行星上接近 1 的非生物发生概率，$l_{\min}$ 必须短于约 20 个核苷酸，但如此短的 RNA 预期不具有自我复制活性。因此，如果未来发现与地球生命起源不同的地外生物，则将意味着存在某种未知机制在起作用，其聚合核苷酸远快于随机统计过程。