至少一個世紀以來，科學家們一直在思考關於生命的謎團：許多生物分子都以兩種映象版本存在，就像人手一樣；事實上，它們被稱為“右手性”和“左手性”。自然的化學反應產生大致相等數量的這兩種型別的分子。但是，地球上作為生命組成部分的糖和氨基酸只有一種手性，這使得蛋白質和核酸能夠形成穩定的螺旋結構，如DNA，反過來，這使得生物體能夠進化和繁榮。
手性（左手還是右手）的指定是歷史性的，有時看起來是隨意的。例如，DNA是右手性的，而相關的氨基酸是左手性的。然而，重要的不是命名，而是兩種可能選擇中的一種被選中。一個重要的問題是“為什麼一種手性發展出來而不是另一種？”這是一個偶然事件還是事出有因？
在《天體物理學雜誌快報》上發表的最近的一篇論文中，我們提出了一種可能導致生命優先選擇某種手性的機制。它始於宇宙射線：原子核，剝奪了電子，以接近光速的速度在宇宙中穿行，最終撞擊我們的大氣層並引發一連串的次級粒子。當這些粒子與早期生物相互作用時，它們導致了我們今天看到的這種手性的發展。如果得到證實，這不僅可以解決這個謎團，還可以為我們尋找地球以外的生命提供一些線索。
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需要澄清的是，我們當然不是第一個將同手性與弱相互作用聯絡起來的人。Vester、Ulbricht、Zel'dovich、Salam和其他人很久以前就探索過這個想法。然而，我們認為我們研究中新穎且可測試的是，宇宙射線透過直接作用於突變率，從而作用於最簡單和最早的生命形式的進化，最終導致了當今所有生命中普遍存在的、錯綜複雜且相互依賴的手性。
自路易·巴斯德在1848年發現生物手性或同手性以來，它一直是研究和辯論的激烈領域。它在物理學的基本力之一中有一個對應物，稱為弱力，人們在20世紀50年代發現它也顯示出類似的手性。宇宙射線，或者更準確地說，它們產生的次級粒子陣雨，是由這種弱力產生的，在物理學的不對稱性和生物學的不對稱性之間提供了直接的聯絡。
人們認為宇宙射線起源於太陽、我們銀河系中爆炸的恆星以及遙遠的黑洞周圍。它們通常被認為是危險的。這是因為當宇宙射線與生物分子相互作用時，它可以噴射或電離一個電子並破壞將原子連線在一起的化學鍵。如果輻射強度很高，人類就會生病或死亡。這是前往火星和在火星上生活可能非常危險的原因之一。在極高的輻射水平下，所有生命都將被摧毀。
然而，低水平的電離輻射會導致生物分子的突變並促進遺傳變異。這使得生物體可以進行小的、漸進的變化，從而幫助它們探索在不斷變化的環境中生存的更好方法。這就是進化在起作用。正如人們常說的紅酒一樣，小劑量是有益的！
這與同手性有什麼關係呢？當基本粒子同時具有電荷和稱為自旋的量子特徵時，它們的行為就像帶有北極和南極的微小磁鐵。現在，撞擊大氣層的宇宙射線可以產生帶電的自旋粒子，稱為μ子和電子，它們優先以南極向前的方向移動。當μ子和電子遇到生物分子時，這些定向的磁鐵可能會導致右手性和左手性生命的突變率產生微小的差異。經過許多代，也許是數十億甚至數萬億代，這種輕微的偏差會導致一種手性蓬勃發展而另一種手性消失：同手性。這個提議的新穎之處在於，它將物理原因（宇宙射線）與生物分子的化學性質（螺旋結構）結合起來，從而影響原始生命的進化方式。
因此，這就是對生命手性的解釋，像所有科學觀點一樣，它應該被檢驗。有兩種方法。第一種是看看生命是否在所有地方都是同手性的。天體生物學面臨的一個關鍵問題是評估哪些環境適合生命生存。我們不知道生命是如何以及在哪裡形成的，但我們正在積極尋找它，在太陽系其他行星的表面或地表下、在它們的冰冷衛星上、在小行星甚至彗星中。其中一些地外環境包含糖和氨基酸。如果發現它們也表現出生命，那麼它應該與地球上的生命具有相同的手性，因為它暴露在相同的宇宙射線中。
第二種方法是進行實驗。當我們不瞭解生命是如何形成的時候，這是一個挑戰！然而，我們可以製造出具有南向前和北向前磁鐵的μ子和電子，看看它們與生物分子甚至病毒和細菌的相互作用方式是否存在差異。已經有大量的理論分析和實驗旨在確定磁極化電子（或圓極化光）在手性選擇性化學中的可能作用，但不是在手性選擇性生物學中。
然而，最令人興奮的是，能夠在如此多的發現被揭示的時代提出這些問題，並準備好對它們的答案感到驚訝。