이제 추천도 누를 수 있는 8일차 아재입니다. 으쓱으쓱~ :-)
이제야 과게에 어울리는 주제를 대충 눈치깠습니다. 아마도 이런거??
[ 과연 인류는 외계인과 조우할 수 있을까? ]
얼마전부터 '희귀한 지구' 이론이 점차 대세가 되고 주목받고 있습니다. '희귀한 지구'이론은 뭘까요? 지구인들과 고등지적생명체가 발생할 수 있는 행성은 우주적으로도 극히 희박한 극소수 축복받은 행성들이라는 겁니다. 그러므로 지적외계문명은 우리 은하계에도 극히 드물고, 그런 외계인들과 지구인이 조우할 일은 거의 없을거란 뜻이죠.
과거 SF소설이나 영화처럼 우주 곳곳에 고등생명체가 넘쳐서 교류하고, 전쟁하고 이런 일은 실제로 일어나기 극히 어렵다는게 현재 우주과학계의 주된 시각입니다. 무엇에 근거해서 우주에 지적생명체가 극히 희박하다고 주장하는 걸까?? 제가 오래전부터 수집했던 내용중에 이것에 관련된 것이 몇개 있는데 다시 옮겨봅니다.
[ 지적 우주생명체를 찾으려는 SETI계획의 남은 유효시한 ]
인류는 1960년대부터 우리 태양계 인근의 항성계 어떤 행성에 존재할지 모를 지적인 고등우주생명체와 통신하려는 시도를 해왔습니다. 젤 주도적인게 SETI계획이라고 첨에는 미정부의 지원으로 추진하다가 1990년대에 성과부진 등으로 미의회의 예산중단 덕분에 현재는 민간성금 위주로 운영중....
그런데 SETI계획은 몇가지 가설을 중심으로 시작된겁니다.
1. 우주에는 수없이 많은 태양계가 존재하고 있고, 우리 태양계 지구에도 고등문명이 탄생한 만큼 다른 태양계에도 고등문명이 많이 존재할것이다.
2. 고등문명은 기본적으로 전파를 이용한 통신을 사용할 것이므로 인위적인 전파가 발생하여 우주로 퍼질 것이다.
3. 우리 인류가 수십년간 전파로 통신, 또는 탐측할 수 있는 인근 범위가 최대 수백광년이므로 고등문명의 흔적은 발견 가능할 것이다.
(수백광년 이내에 수만개의 항성계가 존재하므로... 확률적으로 꽤 많은 고등문명이 존재할거란 가설)
SETI계획은 우리 인류의 목소리를 우주로 보내는것 뿐만 아니라 외계 행성에서 나오는 인위적인 전파를 찾는데 더 중점이 맞춰졌습니다. 암튼 200광년 이내의 주요 표적들에서 나오는 전파를 분석해서 고등생명체의 흔적을 찾는 작업은 현재 속도로는 약 20여년 뒤면 종결이 됩니다.
지금껏 50여년간 찾아왔는데 아무런 흔적이 없었고, 20여년이 지나면 더 이상은 찾는게 전파를 이용해서는 어렵게 됩니다. (탐사가능범위 죄다 조사)
외계 고등생명체(문명을 이룬)가 우리 은하계에 현존하고 있는 숫자를 추정하는 드레이크 방정식에 따르면, 최악의 경우 우리 은하계에는 현재 20여개의 지구 수준(또는 그 이상의) 고등문명이 현존하고 있을거라고 계산이 됩니다.
우리 은하계의 전체 항성숫자가 무려 5천억개(그중에서 태양과 크기가 비슷하거나 큰 항성은 1천억개)중에서 고등문명을 가진 항성계가 고작 20여개라니.... 말도 안될지 모르지만요~
암튼 SETI계획이 점점 끝으로 치닫게 되면서 인류는 인근우주에 다른 고등문명이 존재한다는 흔적을 찾지 못하면서 점점 고립감에 빠질 수도 있습니다. 현재의 모든 우주시나리오는 적어도 수십광년 이내에 고등문명체가 존재해서 어떻게든 물리적 교류를 해볼 수 있다는 희망을 전제로 세워진것들이 대부분.
만약 정말 200광년 이내에 고등문명이 존재치 않는다고 치면, 더 멀리까지는 어떻게 통신하고 탐색하며 실제론 어디로 진출해봐야 할지도 애매해지는 상황이 됩니다. 인근 우주에 고등문명의 존재유무는 사실 조만간 미래에 우리 인류에게 큰 갈림길이 되는 변수라서 외로운 지구가 현실화 된다면 우리 인류는 우주에 대한 접근을 새롭게 준비해야 할지 모릅니다.
[ 우리 태양계 근처 200광년 이내에 외계인이 존재치 않을때 발생하는 문제 ]
SETI계획의 진전에 따라 우리 지구 근처 수백광년 이내의 우주공간에 지구인 만큼 문명을 이룬 외계종족이 현존하고 있지 않다는 사실이 점점 확인되고 있습니다. 하지만 과거 수억년전, 수십만년전 고등문명을 이뤘다가 사멸한 경우는 많을지도 모릅니다. (우주적 시간에서 동시대 존재라는 전제가 중요)
만약 우리 지구 반경 200~300광년 이내의 다른 태양계에 대한 정보를 외계종족에게서 전혀 얻을 수가 없다면 우리 인류가 타 항성계로 진출하려면 일단 몇가지 문제가 발생합니다.
- 수동적으로 어떠한 정보도 정확히 얻을 수 없어서 각 항성계마다 가까운 순서데로 탐사선을 띄워야 함.
- 일단 가까운 범위(약 4~40광년... 그나마 정확히 관측해온 범위)에만 수백개의 항성계가 존재....
- 그러나 4광년의 거리까지 탐사선을 보내려면 상대성원리의 벽에 부닥쳐서 광속우주선으로도 5.6년 걸림 (가속,감속 딜레이 포함)
- 현재의 기술력으론 4광년 거리의 항성까지 탐사선을 보내지도 못함. (왜냐면 그 항성은 지구에서 계속 빠르게 멀어지는중)
- 일단 어떻게든 광속우주선(엄청 거대할것으로 추정)을 만들어서 가까운 항성까지 가본다고 쳐도 과학적으론 허탕칠 가능성 농후.
인류의 우주기술 발전속도는 SF소설들처럼 빠르게 진행되지도 못하고 있고, 60~70년대에 잠깐 반짝 발전하고 계속 정체중이죠. 수백년이 더 가도 인류가 항성간 탐사에 본격 나서긴 어려울 전망입니다.
젤 문제는 그 수백년 동안 자원문제 등을 고려하면 인류문명이 지금 추세로 가면 자멸할 가능성이 상당히 높다는거~ 고자원소비형의 현행 문명방식으로는 오래도록 이런 체제를 유지하기 어렵다는게 아이러니.
원래 SF소설들은 그런 문제점 해결방안으로 하나같이 인근 행성, 소행성에 먼저 진출하고~ 곧이어서 타 항성계 진출 또는 교류를 전제로 하고 있습니다. 그런데 달 조차도 아주 가까운 거리에도 불구하고 화물왕복비용이 천문학적이라 경제성이 없죠.
인류는 인류의 미래에 대해서 점점 고립감을 갖게 되고, 방향성을 찾는데 애로점이 증가하게 될겁니다.
[ 외계 고등문명은 존재할까? ]
일단 지구적 관점에서 우리 지구에서 고등생명체가 태어나고 진화하고 결국 인류까지 이르는 과정과 환경을 따져보겠습니다.
전체 은하계에 5,000억개의 항성이 존재한다 칩시다. 그러면 그 중에서 4,500억개의 항성에서는 지구형 고등생명체가 탄생할 수가 없습니다. 이유는 우리 태양은 비교적 큰 항성에 속하는데요~ 태양보다 꽤 작은 항성이 사실 은하계 항성의 대부분. 그러한 작은 항성에서는 지구와 같은 거대 암석행성은 탄생하기 힘들게 되고요~ (태양계 형성시 모인 우주물질의 질량이 부족해서)
작은 암석형 행성은 내핵이 금방 식어버려서 자기장을 형성할 수 없습니다. (화성이 그런 케이스)
그러면 항성의 파괴적인 태양풍에 금방 노출되서 생명체가 수억~수십억년의 고등생명체로 가는 진화과정 자체가 불가능해짐.
그리고 은하계 중심부의 초거대 블랙홀... 중심부로 갈수록 많아지는 항성사멸형 블랙홀, 온갖 위험한 우주물질, 방사선 등이 가득차면서 지구형 생명체는 아예 탄생조차 할 수가 없게 방해합니다.
은하계 중심에서 또 너무 멀리 떨어지면 이것도 위험. 중원소 부족으로 암석행성 형성이 불가능. 가스행성에선 지구형 생명체는 탄생할수가 없죠...
게다가 은하계 나선팔의 공전주기와 항성의 공전주기가 절묘하게 맞아떨어져서 서로 겹치지 않아야 생존에 유리 나선팔 내부에서는 항성간 충돌 같은 우주적 사건이 아주 빈번하게 일어나는것으로 알려져 있습니다.
이게 전부가 아니라 해당 태양계에 적어도 목성크기의 가스형 행성이 1개 이상 존재해야 각 항성계마다 모두 존재하는 외태양계로부터의 암석충돌로부터 중력방패 형성. (목성이 만약 토성 크기였으면... 지구는 일찌감치 박살났을거란게 정설)
그리고 목성 같은 행성이 너무 커서 아예 쌍성계(태양이 2개 이상인)를 형성했으면, 역시 내태양계의 암석행성들 생명체 사멸..
어떤 이론에서는 반드시 지구의 달과 같은 거대위성을 가져야 조석작용 등으로 생명체 진화를 촉진한다고도 합니다.
골디락스 이론에 의하면 생명체가 탄생하기 위해서는 반드시 태양 정도 크기의 항성계에서 현재 지구와 거리의 0.95~1.15배 정도의 위치에 존재하는 암석형행성에서만 생명이 태어나서 진화할 수 있다고 봅니다.
이것저것 따지다 보면요~ 인류가 태양계 말고 다른 항성계 1,000개를 탐사하는 날이 와도 고등생명체는 아예 발견조차 못할거 같다는 말들이 나옵니다. 대신에 단세포 수준의 원시생명체는 비교적 풍부하게 우주에 분포하고 있을것으로 예상들 하더군요...
[ 외계 고등생명체 존재확률 추론 공식 ]
여기서 각 항에 대한 설명은 아래와 같다.
N*은 은하에 있는 별들의 숫자이다. 이 숫자는 정확히 파악되지는 않았는데 그 이유는 은하의 질량이 정확히 알려져 있지 않기 때문이다. 게다가 우리는 아직 질량이 매우 작은 별들에 대한 충분한 정보를 갖고 있지 않다. 현재 추정하는 N*은 최소한 1천억 개이며, 만약 질량이 작은 별들이 많이 존재함이 밝혀진다면 5천억 개까지 늘어날 수도 있다.
ne는 한 항성계 내 생물권에 존재하는 행성의 평균 숫자이다. 여기서 말하는 생물권은 보통 좁은데, 그 이유는 복잡한 생명체가 안정적으로 탄생할 수 있으려면 액체 물이 표면에 항상 존재해야 하며, 이 온도가 안정되게 유지되는 생물권 범위는 자연스럽게 좁혀질 수밖에 없기 때문이다. 따라서 ne가 지닐 수 있는 값의 상한선은 1로 보고 있다.
여기서 ***(생략) 이라는 예측값을 얻을 수 있다. 희귀한 지구 가설이 주장하는 바에 의하면 아래 기술된 다른 9개 방정식 항목들 값은 커봤자 10-10 수준이며, 보통 10-12 정도가 실제 값이라고 한다. 후자의 경우 N의 값은 0과 1 사이가 된다. 와드와 브라우니는 N을 실제로 구하지는 않았는데, 그 이유는 아래 있는 항목들의 값들 중 상당수는 현 시점에서는 정확한 수치를 구할 수 없으며 예측에만 의존해야 하기 때문이다. 우리가 알고 있는 사례는 오직 하나, 지구(거대한 막대 나선 은하 내 조용한 외곽에 자리잡고 있는 G2 분광형 항성에 속한 암석 행성으로, 우리 스스로 일컫는 ‘지능 있는 생명체’가 존재하는 유일한 곳)밖에 없기 때문에 방정식의 항목들을 간단하게 구하기란 불가능하다.
fg는 은하 생명체 거주가능 영역 내 존재하는 항성들의 비율이다 (와드, 브라우니, 곤잘레스는 이 비율을 0.1로 잡았다[8]).
fp는 우리 은하 내에 있는 별들 중 행성을 거느리고 있는 항성의 비율이다.
fpm는 가스가 아니라 딱딱한 물질로 이루어진 행성들의 비율이다.
fi는 미생물 수준의 생명체가 발생한 행성의 비율이다. 와드와 브라우니는 이 비율이 제법 큰 값일 것으로 예측했다.
fc는 복잡한 생명체가 등장한 행성의 비율이다. 미생물 수준 생명체가 지구에 처음 모습을 드러낸 이래 약 80퍼센트의 기간 동안 지구에는 오직 박테리아 수준의 생명체밖에는 없었다. 따라서 와드와 브라우니는 이 항의 값이 매우 작을 것이라고 예측했다.
fl는 행성의 전체 수명 중 후생 동물이 살아갈 수 있는 기간이 차지하는 비율이다. 복잡한 생명체는 영원히 살 수 없는데, 그 이유는 어머니 항성이 뿜는 에너지의 양은 항성이 진화하면서 서서히 증가하는데, 항성이 주계열을 이탈하여 적색 거성이 될 경우 생물권에 있던 모든 행성들을 잡아먹을 것이기 때문이다. 또한 시간이 충분하게 주어질 경우 모든 복잡한 생명체가 파멸적인 멸종을 맞게 될 가능성도 충분하다.
fm는 거대한 위성을 지니고 있는, 생물권 내에 존재하는 행성의 숫자이다. 만약 거대충돌 가설이 옳다면 이 값은 매우 작을 것이다.
fj는 질량이 큰 가스 행성이 있는 행성계의 비율이다. 이 값은 클 확률이 높다.
fme는 멸종 사건을 겪지 않은 행성의 비율이다. 와드와 브라우니는 어떤 외계 행성이 지구처럼 오랜 기간 동안(캄브리아기부터 지금까지) 생명체 절멸 사건을 겪을 확률은 적지 않다고 밝혔다.
[ 칼 세이건 사상과 현재 우주론의 차이 ]
1. 칼세이건 우주생물론.
- 지구는 매우 흔한 행성인데 인류가 존재한다. 고로 우주에는 고등생명체가 있는 행성이 생각보단 흔할것이다.
(고등생명체 존재확률을 행성수 x 변수 x 변수로 계산... 고로 확률이 꽤 높음... 물론 우주적 관점에서...)
- 인류는 언젠가 지구를 떠나 외계행성에 확장할 것이다.
- 외계종족간의 접촉과 교류는 우주적으로 비교적 흔한 일일 것이다.
칼세이건의 생명체 존재확률 계산법은 비록 수치적으론 희박하다고 하지만, 현재 우주학의 확률 계산법과 방향이 완전히 틀립니다.
2. 최근 주류 우주생물론.
- 우주 자체가 생명체가 탄생, 진화할 공간이 매우 희귀하고 한정되어 있다. (우주적 사건, 우주적 위험요소에 대해 인식)
- 인류가 지구를 떠나도... 지구와 비슷한 환경의 행성 자체가 너무 찾기 어렵고 드물다. (제2의 지구론이 점점 빛을 잃어감)
- 설령 제2의 지구를 찾아도.... 거리가 너무 멀어서 인류가 사멸하기 전에 도달할 수 있을지도 모르겠다.
- 외계고등생명체 존재확률을 계산할때.... 존재가능영역 x 필요조건 x 충분조건 x 우연적확률 x 정말 우주적행운 등등... 0.000001% 이런식이 되더란.
- 이런 이론을 뒷받침하듯 우주에 어떠한 고등문명의 흔적도 찾아낼 수 없었음. 최소한 인류의 전파기술이 도달하는 거리에 고등문명이 현재 존재치 않는것은 거의 확실한듯 함.
- 그러나 아주 저등한 수준의 단순생명체는 우주에 흔하게 분포되어 있고, 잠시간 존속하다 사멸하는 경우가 많을것으로 예측.
칼세이건 우주생물학은 생명체가 탄생하는 행성에선 고등문명까지 이를 정도로 진화하는 경우가 다반사일 것이란 추측이고~
현재 우주생물학은 생명체 탄생은 생각보다 흔할지 모르지만, 고등문명까지 진화는 매우 진귀한 우주적 사건이란 거죠.
