生命的基础构件可以在适当的条件下自发组装。这被称为自发生成或生命起源。当然，许多细节对我们来说仍然是隐藏的，我们并不确切知道这一切是如何发生的。生命起源是生命中最引人入胜的问题之一，也是科学不断探索的问题。东京大学的天文学教授Tomonori Totani写了一篇新论文，题为《膨胀宇宙中的生命起源》，发表在《自然科学报告》上。
Totani的工作主要依赖于两个概念：宇宙的巨大年龄和大小，以及RNA的长度要求。
Totani的工作，像几乎所有关于生命起源的工作一样，着眼于地球上生命的基本组成部分：RNA，或核糖核酸。DNA为个体生命形式的形成设定了规则，但DNA比RNA复杂得多。RNA仍然比太空中的原始化学物质和分子复杂得多，但与DNA相比，它的简单性使其更有可能通过生命起源发生。
RNA是由被称为核苷酸的化学链组成的。一些研究表明，核苷酸链至少需要40到100个核苷酸长，才能存在被称为生命的自我复制行为。随着时间的推移，足够的核苷酸可以形成一条链，以满足长度要求。但问题是，在宇宙的生命中，是否有足够的时间？根据一篇新闻稿，“……目前的估计表明，在我们认为的可观测宇宙的体积中，40到100个核苷酸的神奇数字是不可能的。”
关键是“可观测宇宙”这个术语。Totani表示，“然而，宇宙比可观测的部分更多。在当代宇宙学中，人们认为宇宙经历了一个快速膨胀的时期，产生了我们无法直接观测到的地平线之外的巨大扩张区域。将这个更大的体积纳入生命起源模型，大大增加了生命发生的可能性。”
我们的宇宙在大爆炸期间诞生，这是一个单一的膨胀事件。根据Totani的论文，我们的宇宙“可能包含超过10^100个类似太阳的恒星”，而可观测宇宙仅包含大约10^22个恒星。我们知道生命至少发生过一次，所以生命起源至少发生过一次，即使机会非常渺茫，也不是不可能的。
根据统计，可观测宇宙中的物质量只能产生20个核苷酸长的RNA，远远低于40到100的数字。但由于快速膨胀，宇宙的很大一部分是不可观测的。它离我们太远，以至于自大爆炸以来发出的光无法到达我们。当宇宙学家将可观测宇宙中的恒星数量与不可观测宇宙中的恒星数量相加时，结果是10^100个类似太阳的恒星。这意味着有更多的物质在起作用，足够长的RNA链的生命起源不仅是可能的，而且是可能的，甚至是不可避免的。
Totani教授在他的论文中阐述了研究的基本关系。“在这里，推导出最小的RNA长度/min与期望通过随机添加单体形成如此长且活跃的RNA所需的宇宙大小的定量关系。”
宇宙比其可观测部分大，可能包含10^100个类似太阳的恒星。对于在类似地球的行星上通过非生物方式创建RNA的概率等于1或统一性，那么最小核苷酸长度必须小于约20个核苷酸，这远远小于最初规定的最小40个核苷酸。但科学家们认为，只有20个核苷酸长的RNA不能自我复制，至少从我们作为地球生命的观察者的角度来看。
Totani在他的论文中说，“因此，如果将来发现与地球上的生命起源不同的外星生物，这将意味着一种未知机制在起作用，以比随机统计过程快得多的速度聚合核苷酸。”
Totani的工作并没有提供答案。但像许多科学工作一样，它有助于完善问题，并邀请其他人研究它。“像这个领域的许多人一样，我被好奇心和重大问题所驱动，”Totani说。“结合我最近对RNA化学的调查和我长期的宇宙学历史，我意识到宇宙必须有一种可能的方式从非生物（无生命）状态转变为生物状态。这是一个令人兴奋的想法，我希望研究可以在此基础上揭示生命的起源。”