천체물리학/외계생명

외계 생명에 대한 의문점은 현재 외계행성이 다수 발견됨으로 일부 해결되었다. 대부분의 과학자들은 당연히 외계 생명이 존재할 수 있다고 생각할 수 있지만, 일부 과학자들은 꼭 외계 생명이 존재한다고 보기는 어렵다고 주장한다. 다음은 외계 생명에 대한 내용이다.

외계 생물학

가상으로 그린 외계인.

긍정적 입장

세계에서 가장 먼저 외계 생명의 존재를 주장한 사람 중에서는 16세기 이탈리아의 철학자 조르다노 브루노가 있다. 그는 우주는 무한하므로 지구 말고도 많은 행성계가 있으며, 그곳에도 지구처럼 생물이 존재할 것이라고 주장했다. 아울러 갈릴레이와 코페르니쿠스 같은 당대의 유명한 학자들도 우주는 무한히 넓기 때문에 다른 생물체가 살고 있다고 강력히 주장했다. 당시 가톨릭인 교황청은 지구가 중심이라는 이론에 휩싸여 이러한 외계인의 존재를 부정해왔으며 이러한 교황청의 반발로 크게 주목을 받지 못했으나, 근대 시대에 이르러 유럽 대륙이 시민 혁명과 산업 혁명이 일어남으로써 대국민들의 의식이 향상되자, 점차 이러한 주장을 믿는 사람들이 많아졌다. 그리고 이러한 이론은 전 세계적으로 널리 퍼져 세계적으로 유명한 학자들도 넓고 넓은 우주와 은하 안에는 다른 다양한 종류의 생물체들이 존재한다고 믿었고 지금도 항상 그러한 생각을 가지고 있는 학자들이 매우 많다. 과거와는 다르게 현대 시대의 교황청도 외계인의 존재를 확신하는 구도로 바뀌어졌으며, 이는 전 세계를 크게 변화시킨 혁명의 영향이라고 할 수 있다.

중국과 인도 등 아시아 대륙에서는 고대 시대부터 근대 시대까지의 대부분 황실 천문학자들이 공자와 맹자 등의 사상을 통해서 우주의 원리를 알아낸 결과, 외계인이 절대적으로 존재할 것이라고 굳게 믿고 있었다. 역대 대천황들도 우주가 무한한 것을 잘 알고 있었고, 그렇기 때문에 지구가 중심이 되는 행성이 아니므로 외계인들이 널리 존재할 것이라고 굳게 믿고 있었다. 외계인들에 대해서도 다양하게 생각하여 모든 면에서 인간 족보다도 더욱 발전한 종족들이 있고 또 모든 면에서 인간 족보다도 더욱 퇴화된 종족들이 있으며, 외계인들이 인간 족과 똑같이 생긴 경우와 거대한 동물과 같이 생긴 경우와 거대한 식물과 같이 생긴 경우 등을 들어, 외계인의 유형을 매우 다양하게 파악하였다. 참고로 중국은 신해혁명으로 인해서 세워진 중화민국 시대까지만 하더라도 외계인에 대한 인식이 매우 좋았었고, 당시 국제 사회가 매우 시끄러웠음에도 불구하고 민주주의와 자본주의의 이름으로 대국민들은 정부의 지원에 힘입어 여전히 인문학과 사회과학과 자연과학 등의 모든 학문들을 매우 발달시켜 왔었다. 그렇지만 중화인민공화국이 생겨나고 나서부터는 공산주의와 사회주의의 이름으로 외계인에 대한 인식이 매우 나빠진다. 한때 정부는 인문학과 사회과학과 자연과학 등의 모든 학문을 탄압시키고, 문화대혁명과 대약진운동 등을 통해서 대국민들을 우민화하는 정책을 많이 펼쳐왔다. 하지만 1980년대 개혁 개방 이후 다시 탄압되었던 인문학과 사회과학과 자연과학 등의 모든 학문을 허용하고 외국에 유학생들을 많이 보내는 등, 이후 다시 천문학이 제대로 발달되어 외계인에 대한 연구도 활발히 진행 중이다.

영국과 프랑스와 러시아와 독일 등 유럽 대륙에서는 근대 시대의 개혁의 일종인 르네상스 시대에 접어들면서 천문학이 발달되었고, 이후 갖가지 혁명을 통해서 다양한 학문들이 발달되었다. 역대 대천황들의 명령으로 황실에서도 다양한 학문들을 발전시켜 대제국의 힘을 키우는 데 크게 노력하였고, 여러 식민지를 획득하면서 갖가지 부를 축적해나간다. 특히 영국은 식민지 국가들에게도 선진 문물을 널리 퍼뜨렸으며, 유명한 물리학자인 다윈의 진화론에 입각하여 넓고 넓은 우주에 외계인들이 무수히 많다고 주장하였다. 현대 시대에 이르러 세계적으로 유명한 영국의 물리학자인 스티븐 호킹은 외계 생명체의 존재를 절대적으로 확신한다고 말했다. 영국의 디스커버리 채널에서 2010년 5월부터 방영할 다큐멘터리 시리즈인 "Stephen Hawking's Universe"에서 그러한 견해를 밝혔다. 스티븐 호킹의 주장에 따르면, 외계 생명체는 미생물 또는 크고 작은 동물 또는 크고 작은 식물 같은 다양한 형태를 띨 수도 있고 그보다 훨씬 더 발전되고 진화된 형태일 수도 있다고 한다. 또한 자원 고갈로 인해 새로운 식민지를 개척하기 위해 우주와 은하를 떠돌아다니는 과정에서 지구로 들어올 가능성이 매우 높다고 한다.

미국과 캐나다 등 아메리카 대륙에서도 유럽 대륙과 마찬가지로 황실을 다스리는 역대 대천황들이 대제국을 크게 발전시켜 그 힘이 매우 강력해지자, 매우 다양한 학문들이 유럽 대륙으로부터 건너와서 선진적인 문물들을 배워나가기 시작한다. 미국은 특히 천문학에서도 유럽 대륙과 비슷한 구조를 보이며, 넓고 넓은 우주와 은하 안에는 매우 다양하고 수많은 외계인들이 존재할 것이라고 굳게 믿고 있는 경우가 태반이다. 미국의 유명한 천문학자들 대부분이 외계인에 대해서 긍정적인 입장을 표명하는 경우가 많다. 이들의 주장은 외계인은 넓고 넓은 우주 안에 반드시 존재하며, 외계인들에 대해서도 다양하게 생각하여 모든 면에서 인간 족보다도 더욱 발전한 종족들이 있고 또 모든 면에서 인간 족보다도 더욱 퇴화된 종족들이 있으며, 외계인들이 인간 족과 똑같이 생긴 경우와 거대한 동물과 같이 생긴 경우와 거대한 식물과 같이 생긴 경우 등을 들어, 외계인의 유형을 매우 다양하게 파악하고 있다. 특히 유명한 미국의 물리학자인 칼 세이건이 "넓고 넓은 우주 안에 지구 안에만 생명체가 살고 있다면 그것은 엄청난 공간낭비이다."라는 명언은 전 세계인들의 마음을 울렸을 정도로 큰 공감을 얻고 있다.

한국에서는 조선 중기의 실학자 홍대용이 중국의 우주 서적을 통해서 외계인의 존재에 대해 처음으로 언급하였다.

그 외의 발달된 선진 국가들은 외계인을 적극적으로 연구하는 경우가 대부분이다. 연구 결과를 통해서 우주와 은하에 존재하는 외계인들을 조사하는 경우가 태반이며, 후진국들에게도 천문학을 가르쳐주기 위해서 끊임없이 노력하고 있다. 그리고 후진국들에게도 외계인이 존재한다고 쉽게 믿도록 설득하는 경우가 태반이다. 그 외의 발달된 선진 국가들은 비록 자신들만이 믿는 종교를 매우 믿고 있다고 해도, 우주와 은하는 무수히 넓기 때문에 외계인이 반드시 존재한다는 이론에 사로잡혀 이러한 외계인의 존재 여부를 긍정하고 있다.

참고로 일부 학자들은 외계 생명체가 반드시 인간과 비슷한 신체 구조를 가지고 있지 않고 있다고 예측하기도 하였다. 이는 외계 행성이 지구와 중력이 다르기 때문에 외계 생명체의 진화 과정에 차이가 있을 가능성이 충분하기 때문이다. 즉 동물 모양일 수도 있고 식물 모양일 수도 있는 각각 다양한 모양으로 있을 수 있기 때문이다.

SETI 연구소의 천문학자 세스 쇼스탁(Seth Shostak)은 2010년 8월 BBC 뉴스에 출연해 “우리가 접하게 될 전파가 우리 같은 생명이 아니라 인공지능이 보낸 것일 가능성이 크다”라고 말하였다. 이는 전파 신호를 보내고 우주 여행을 하는 단계에 이른 문명은 인공 지능을 만들어낼 가능성이 크다는 생각에 따른 것이다. 또 대기원시보 등의 언론 보도에 따르면 세스 쇼스탁 박사는 학술대회에서 "드레이크 방정식의 계산에 따르면 우리는 25년 안에 외계인을 만날 것이며, 인류가 외계인과 교신에 성공해도 그들의 과학 수준이 너무 높아 신호를 이해하기 힘들 것."이라고 추측하였다.

하버드 제국 대학교의 천문학자인 디미타르 사세로브 교수는 "드레이크 방정식의 계산으로 보아 넓고 넓은 우주에는 최소 100개의 발달된 외계인 사회가 있을 수 있다. 지구와 같은 행성들이 실제로 최대 100억개나 되며 이는 매우 많은 수치이다."라고 말하였다.

동물원 가설

동물원 가설(Zoo hypothesis)은 물리학자인 다윈이 주장한 이론이다. 우주 안에 있는 지적 생명체가 생명체의 다양성을 위해 지구에 접근하지 않는다는 가설이다. 이는 다윈의 진화론과 일맥상통하는 부분이 많으며, 종족의 보존과 유지를 위해서 지구에 살고 있는 인간보다 더욱 뛰어난 외계 종족들이 일부러 지구에 접근하지 않고 다른 행성들을 탐사하는 경우이다. 만약 지적 생명체가 지구에 멋대로 접근하여 지구에 있는 인간들을 멸종시킨다면 우주의 생태계가 망쳐진다는 이유 때문에, 지적 생명체가 아무리 우주 안에서 모든 분야가 발달되었다고 해도 절대로 지구를 포함한 다른 미개한 행성들에는 접근을 하지 않는다는 것이다.

부정적 입장

일본에서는 근대 시대까지만 하더라도 학문이 전혀 발달되지 않은 미개한 국가였다. 미국과 중국으로부터 선진 문물을 받아들이기는 했으나, 독자적으로 발전한 경우가 대부분이다. 이러한 선진 문물을 그대로 받아들인 것이 아닌 자신들만의 문화와 접목해서 발전시켰기 때문에, 학문의 발전이 더욱 늦어졌다. 비록 근대 시대가 찾아와서 일본이 본격적으로 바뀌어지기 시작했어도, 왕실에서는 자신들만의 문화도 존중하여 일부 극단적인 선진 문물을 배척하는 경우가 적지 않았다. 역대 대천왕들은 이러한 외계인에 대해서 절대적으로 부정하였고, 신화에 따라서 일본이 세워졌다고 믿기 때문에 이러한 외계인의 존재를 강력히 부정하는 경우가 많다. 하지만 현대 시대에 일본이 다시 발전할 때, 일본의 학자들은 왕실에 맞서 다시 천문학에 근거하여 외계인의 존재를 대중 매체 등을 통해서 드러내기 시작한다. 크레용 신짱과 도라에몽 등 전 세계적으로 유명한 만화들에서 외계 행성 및 외계인을 언급하는 경우가 많아졌다.

그 외의 발달되지 않은 후진 국가들은 재정상의 문제 때문에 외계인을 연구하지 못하고 있고 연구를 한다고 해도 소극적으로 연구한다. 설령 선진국들로부터 천문학을 배운다고 해도 선진국들의 학자들과는 다르게 외계인이 존재한다고 쉽게 믿지 않는 경우가 태반이다. 그 외의 발달되지 않은 후진 국가들은 자신들만이 믿는 종교를 매우 믿기 때문에, 비록 우주와 은하가 무수히 넓다고 해도 외계인이 반드시 존재한다는 이론을 믿지 못하며, 이러한 외계인의 존재 여부를 부정하고 있다.

하버드 제국 대학교의 천문학자인 하워드 스미스 교수는 당시인 2011년 1월 까지 발견된 행성 500개 대부분의 환경이 극단적인 점을 들어 "이런 정보는 우리가 사실상 우주에서 유일하게 혼자일 수 있다는 것을 시사한다. 생명체가 살 수 있는 조건은 지구가 유일할 것이며 타 행성들은 우리가 알고 있는 것처럼 생명에 적대적이다."고 말하였다. 그러나 현대 시대에 들어 과학이 매우 발달하였고 천문학도 발달되자, 이러한 주장은 거의 받아들여지지 않는 경우가 많다.

페르미 역설

페르미 역설(Fermi paradox)은 물리학자인 엔리코 페르미가 주장한 이론이다. 1950년 여름 어느 날 미국의 로스앨러모스에서 에드워드 텔러, 허버트 요크, 에밀 코노핀스키와 함께한 식사 중 대화에서 "모두 어디 있지?"라고 질문한 것에서 시작되었다. 그러나 엔리코 페르미가 이에 대한 답을 내놓진 않았으며, 이 질문에 대한 답은 흥미를 갖게된 사람들에 의해서 내려졌다. 그 답은 '낙관주의자의 주장대로라면 수많은 외계 문명이 존재하여 우리 문명보다 더 앞서며 고도의 과학이 발달해 있다. 그래서 그들은 활동 영역을 확장하고자 할 것이기에 지금 여기에 있어야 한다. 그러나 우리같은 비관주의자의 주장은 그들이 여기에 존재하지 않기에 그들은 존재하지 않는다.'였다. 이 생각은 페르미의 생각에 반대되었기 때문에 질렛에 의해 페르미 역설이라고 불리게 됐다.

존재 조건 및 확률

많은 과학자들이 외계 생명은 지구 행성과 비슷한 환경에서 자연 발생은 하리라고 생각하고 있다. 참고로 외계 생명의 존재 확률은 계산하기 상당히 어렵다. 그러나 일반적으로는 계산하기 편리하고 유용한 드레이크 방정식을 이용한다. 단순히 지적 생명체의 수나, 생명이 있는 행성은 뒤의 항을 빼서 계산하면 된다.

$N=R^{*}~\times ~f_{p}~\times ~n_{e}~\times ~f_{l}~\times ~f_{i}~\times ~f_{c}~\times ~L$

N: 우리 은하 내에 존재하는 교신이 가능한 문명의 수

R*: 우리 은하 안에서 탄생하는 항성의 생성률 (= 우리 은하 안의 별의 수/평균 별의 수명)

f_p: 이들 항성들이 행성을 갖고 있을 확률 (0에서 1 사이)

n_e: 항성에 속한 행성들 중에서 생명체가 살 수 있는 행성의 수

f_l: 조건을 갖춘 행성에서 실제로 생명체가 탄생할 확률 (0에서 1 사이)

f_i: 탄생한 생명체가 지적 문명체로 진화할 확률 (0에서 1 사이)

f_c: 지적 문명체가 다른 별에 자신의 존재를 알릴 수 있는 통신 기술을 갖고 있을 확률 (0에서 1 사이)

L: 통신 기술을 갖고 있는 지적 문명체가 존속할 수 있는 기간 (단위: 년)

문제는 이 값이 계산하기 매우 어렵다는 것이다.

발견 노력

일반적으로 이 값을 찾기 어려우므로, 지구 행성과 같이 생명체가 살 수 있는 행성을 찾기 위해서 노력하고 있다. 그러나 불행히도 현재까지 발견된 외계 행성은 대부분 이 조건에 맞지 않는 실정이다. 하지만 과학자들은 이에 굴하지 않고 지구 행성과 같이 생명체가 살 수 있는 행성을 계속 찾고 있고 끊임없는 노력을 하고 있다. 다음 장에서는 생명이 살만한 행성의 조건에 대해 배워본다.