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2015. 03. 13. 금요일

파토









지금껏 쓴 수십 편의 호모 사이언티피쿠스를 쭉 훑어보니 의외로 외계 생명 이야기가 거의 없다. 소설 <계몽의 임무> 해설 편에 외계인이 왜 지구에 안 올까와 오더라도 눈 앞에 안 나타날까를 논리적으로 이야기한 정도가 고작이다.  


그래서 오늘은 좀 본격적으로 외계 생명에 대해 이야기해볼까 싶다. 있긴 있는 건지, 있다면 어디 있는 건지, 어떤 탐색과 탐사 활동을 하고 있으며 그렇게 찾고 있는 새로운 발견은 어떤 건지 등등에 대해.


소문이나 음모론 말고 과학에 기초해서 말이다.


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일단 외계 생명체는 어딘가에 100% 있다, 고 보는 게 논리적이다. 아마 엄청나게 많을 거다. 칼 세이건 샘 말마따나 그렇지 않다면 이 거대한 우주는 어이없는 공간의 낭비일 뿐이기 때문이다. 우리 은하에만 태양 같은 별이 천억 개 있고 우주엔 그런 은하가 또 최소 천억 개 있는데, 우리가 유일하다고 생각한다면 그거야말로 인간 중심의 오만인지도 모른다.


근데, 방금 엄청 많을 거라고 했지만 그렇다고 아무 데나 막 있을 것 같지는 않다. 생명 활동을 위해선 기본적으로 어느 정도의 조건이 필요하기 때문인데, 달 같은 곳에는 대기도 없고 물도 없으니 생명체가 살기는 좀 무리다. 


대기도 물도 없다는 말의 의미가 잘 안 와 닿을 수도 있는데, 이건 그냥 우주 공간이나 똑같다는 뜻이다. 지표에서부터 바로 진공의 빈 공간이 시작되는 거니, <그래비티>에서 불쌍한 조지 클루니가 둥둥 날아가 버린 그 허공과 달 표면은 조건이 별로 다를 게 없는 셈이다. 이런 곳에 생명이 있을 가능성은 0은 아니더라도 0에 아주 가깝다. 


이런 이유로 외계 생명을 찾을려면 어떤 곳을 염두에 둘 건지 기준을 좀 세울 필요가 있다. 일단 위에서 얘기한 달처럼 아무것도 없는 곳은 제외, 그리고 금성처럼 표면 온도가 늘 400도씩 되는 곳도 제외, 또 목성처럼 지표면이 아예 없는 가스 행성 제외 등.


어떤 넘은 '아, 뜨겁건 춥건 거긴 거기대로 전혀 다른 생명체가 있을 수도 있는 거지, 너무 지구 기준으로만 생각하는 건 잘못 아니냐'고 항변할 거다. 그것도 뭐 틀린 소리는 아니다. 사실 과학자들은 (지구 생명의 관점에서 볼 때) 아주 열악한 조건에서도 생명이 생겨나고 번식할 가능성을 꽤나 진지하게 생각하고 있다. 


그런 후보지로 요즘 각광 받는 곳 중 하나가 바로 토성의 위성 타이탄인데, 여기는 평균 온도가 영하 179도로 엄청 춥긴 하지만 액체 메탄으로 이뤄진 거대한 바다가 지표면에 있다. 사실 우리가 아는 모든 천체 중에 지표면에 액체가 이렇게 많은 곳은 타이탄 하나 뿐이다. 물론 탄화수소인 메탄은 산화수소인 물과는 다르지만, 이렇게 액체가 많다면 이 조건에 맞는 생물이 있을지도 모른다는 게 과학자들의 견해다.


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타이탄의 거대한 메탄 바다. 상상도가 아니고 실사 사진이다.

나사는 이 바다에 탐사선을 보내 잠수함을 띄울 계획을 세우는 중이다.


하지만 타이탄은 태양계 안에 있어 우리가 탐사할 만 하기 때문에 고려하는 거지, 혹시 생물이 있을지 모른다는 생각으로 아무 데나 막 뒤질 수는 없는 일이다. 왜냐, 자원과 기술이 한정돼 있기 때문이다. 


만약 우리가 스타트렉에 나오는 엔터프라이즈호처럼 광속보다 훨씬 빠르게 막 다닐 수 있다면 그래도 된다. 하지만 현실은 우주의 아주 일부분을 망원경으로 들여다보는 것만으로도 벅찬 상태다. 그러니 기준을 정해 수많은 곳 중 극히 일부만 추려야 하는데, 우리가 알고 있는 우주의 유일한 생물이 바로 지구의 생물이다. 따라서 우리 스스로가 살 수 있는 조건을 갖춘 곳들부터 찾아보는 게 생명체를 찾을 가능성이 높은 합리적인 접근이 되는 거다.


그럼 우리가 살 수 있는 조건이란 건 뭔지 좀 따져보자. 일단 우리 몸의 70%를 구성하는 성분인 물이 반드시 액체 상태로 있어야 한다(얼음 상태의 물은 혜성이나 소행성에도 많고 우주 전체에 널렸지만 생명 현상에는 도움이 되지 않는다). 그리고 온도가 적당해야 한다. 일단 액체 물이 존재하려면 0도에서 100도 사이여야 하니 물이 있으면 온도도 대략 맞다는 뜻이다. 


그리고 적당한 밀도의 대기가 필요하다. 우리는 공기라면 산소만 생각하기 쉽지만 대기의 존재는 그 외에도 여러모로 중요하다. 대기가 너무 옅으면 온도 보존이 안되기 때문에 낮에는 엄청 뜨겁고 밤에는 엄청 추워서 일교차가 아주 커진다. 또 적당한 대기는 강렬한 자외선을 막아주는 역할도 한다. 


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달과 비슷한 모습의 수성에는 대기가 거의 없어서

일교차가 500도에 이른다는 사실. 이런 데에 뭐가 살 수 있겠나.


반대로 너무 짙으면 온실 효과가 극심해서 열이 빠져나가지 못하는 초고온의 지옥이 되고 만다. 평균 400도가 넘는 금성의 대기가 지구 정도의 밀도였다면 지구와 온도가 거의 비슷했을 거라는 점을 생각하면 온실 효과란 게 얼마나 강력한 건지 알 수 있다. 


그리고 또 필요한 게 자기장이다. 지구가 갖고 있다고 해서 모든 행성에 자기장이 충분히 있는 건 아니다. 가까운 화성만 해도 자기장이 거의 없다. 이런 경우 태양이나 먼 우주에서 날아오는 고에너지 입자들, 즉 태양풍이나 우주선을 막을 방법이 없다. 다시 말해 강한 방사선이 폭우처럼 늘 쏟아져 내리는 거다. 역시 생명이 싹트거나 살아가기에는 무척 나쁘다.


마지막으로 돌이 많은 암성 행성이어야 한다. 목성이나 토성처럼 가스만으로 이루어진 행성이라면, 또 그 가스의 대부분이 수소와 헬륨이라면 적어도 우리가 아는 의미에서의 생명체는 존재하기 어려울 거다.


태양계 내 행성 중에는 그나마 여기에 근접하는 곳이 화성인데, 예전에는 거대한 바다가 있었을 정도로 지구와 환경이 비슷했다고 보이지만 –바다는 온도가 적당하고 풍부한 대기가 있어야 얼거나 증발하지 않는다- 지금은 열라 삭막해서 여러 번의 탐사에도 불구하고 아직 생명의 징후를 찾지 못하고 있다. 있다면 조만간 나올 거고, 아니면 아주 있을 법했는데 결국 없다는 뜻이지 싶다. 화성 이외의 행성들은 그냥 열외다.


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지난 3월 5일, 수십억년 전 화성 표면의 20%에 달하는 

지역을 바다가 뒤덮고 있었다는 나사의 연구 결과가

사이언스지에 개재됐다. 지금은 몰라도 오래 전에는 생명이 있었을 

가능성이 크다


그런데 태양계 밖에서는 의외로 이런 행성들을 많이 찾고 있다. 최근 들어 중력렌즈 현상(편집자 주-빛은 중력에 의해 휘기 때문에 관측하는 사람 눈에 천체가 왜곡되어 보이게 되는 현상)이나 식현상(편집자 주-일식, 월식 같이 별이 가려 보이는 현상)을 이용해 수백 광년씩 떨어진 행성들을 찾아내는 기막힌 기술들이 개발됐는데 이 방법으로 10여 년간 이미 수천 개의 외계 행성을 찾았다. 그리고 이 중에 다른 건 몰라도 모 항성과의 거리로 볼 때 온도만큼은 지구와 비슷할 것 같은 지역, 소위 '골디락스 존'이라 불리는 위치에 있는 행성들도 꽤 된다. 


대표적인 예로 2014년 봄에 발견된 500광년 떨어진 케플러-186F는 연구자들에 따르면 사람이 우주복 없이 걸어 다닐 수 있는 환경일 거란다. 와우. 또 1,100광년 떨어진 지역에서 올 1월에 발견된 케플러-422b는 지금까지 알려진 외계 행성 중 지구와 가장 비슷해서 생명체가 살 가능성이 97%에 달한다는 말도 있다. 이런 추측이 얼마나 신빙성이 있을지는 의문이지만 외계에 생명체가 존재할 가능성이 점점 커지고 있는 것만은 분명하다. 


문제는 직접 관찰하거나 가 보지 않는 한 모든 건 정황에 불과하다는 점이다. 조건상 아무리 그럴듯해도 그게 곧 생명이 있다는 말은 아니다. 거기다 그럴듯한 행성을 아무리 많이 발견한다 한들 저렇게 멀리 있으면 검증이 불가능하다. 아무리 큰 망원경을 만들어도 수백 광년 떨어져 있는 행성 표면의 생명체까지 볼 수는 없고, 지금의 로켓 기술로는 저런 곳에 도달하려면 몇백만 년이 소요된다. 


그래서 검증 가능성을 기준으로 한다면 우리는 다시 태양계 안으로 눈을 돌릴 수밖에 없다.


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멀리 적색 왜성을 돌고 있는 케플러 186F의 상상도.

거의 이렇게 보이는 거리까지 가야 이곳에

생명이 있는지 없는지 알 수 있을 거다.


하지만 아까 태양계 내 행성들에는 (화성의 가능성을 제외하면) 생명체가 없는 것 같다고 했는데? 글타. 하지만 태양계 안에는 행성 말고도 다른 것들이 많다. 바로 행성의 위성들과 왜소행성, 소행성 등이 그것이다. 이 의외의 것들 속에 그 후보들이 있다.


수성과 금성은 위성이 없고 지구의 달은 진공상태라 생명이 있을 리 없고, 화성의 위성들은 달보다 더 척박한 조건의 조그만 돌덩이 두 개일 뿐이다. 그럼 그 바깥의 소행성대나 목성, 토성의 위성 쪽을 찾아봐야 하는데 그쪽은 너무 멀고 춥지 않나. 


맞다. 그래서 아까 말했듯 토성의 위성 타이탄에는 메탄의 바다가 있고 어쩌면 거기 맞는 생명체가 살지도 모르지만, 지금 우리는 지구형 생명체에 국한돼 이야기하는 중이라 관점이 좀 다르다.


이 시점에서 약간 생각의 전환이 필요하다. 열을 주는 것은 태양만이 아니라는 것, 바로 지열이라는 게 존재한다는 사실 말이다. 우리 지구에도 지열이 있어서 어느 지점부터는 내려갈수록 점점 더 뜨거워진다. 2013년의 연구에 따르면 지구 핵의 온도는 6천 도에 달하는 것으로 밝혀졌는데, 이는 태양 표면과 똑같은 온도라 충분한 열원이 된다. 이런 상황은 행성과 위성, 왜소행성 등을 막론하고 암석으로 된 큼직한 천체는 다 비슷할 거다.


게다가 목성과 토성의 위성들은 거대한 모 행성들의 강력한 중력의 영향을 받는다. 내부의 물질들이 과장 좀 보태자면 <인터스텔라>에 등장하는 밀러 행성처럼 밀렸다 당겨졌다를 반복하면서 거대한 마찰열이 발생한다. 하지만 이런 열이 있다고 지표면이 지구처럼 따뜻할 수는 없고, 또 이런 위성들에는 대기도 별로 없어서 표면은 수십 킬로미터 두께의 얼음으로 덮여있다. 


근데, 이 얼음층 밑이라면 어떨까? 행성 표면이 H2O의 얼음으로 뒤덮여 있다는 말은 지열과 마찰열이 충분하다면 그 밑에는 얼음이 녹은 물의 거대한 바다가 있을 수 있다는 뜻이다. 이런 경우라면 이 두꺼운 얼음층이 진공인 바깥과 내부를 갈라주는 벽의 역할을 한다. 또 자외선도 차단하고 태양풍과 우주선도 막아준다. 액체 상태의 물이 있는 곳이니 당연히 온도도 적당하다. 


이런 조건 속에서라면 생물이 살지 못할 이유가 없다. 우리 지구에서도 햇빛 하나 들지 않는, 압력이 지상의 1,000배나 되는 심해에서 생물이 멀쩡히 살고 있는 점을 보면 말이다.


이런 환경을 갖췄을 것으로 보이는 후보는 한두 군데가 아니다. 목성의 위성인 유로파는 표면이 얼음으로 덮혀 있는 대표적인 곳인데, 과학자들은 이 자그마한 곳에 지구의 바다를 전부 합친 것보다 훨씬 많은 액체 상태의 물이 얼음 밑에 있을 것으로 추정한다. 실은 갈릴레오 위성이라고 부르는 목성의 4대 위성 중 화산 활동이 활발한 이오를 제외한 가니메네, 칼리스토, 유로파는 모두 얼음 표면을 가진 행성이고 그 아래 많은 물이 있을 것으로 믿어지고 있다.


토성의 위성 엔켈라두스도 주요 후보다. 몇 년 전에 얼음층을 뚫고 물줄기가 우주 공간으로 분사돼 나오는 모습이 사진에 찍혀 화제가 된 이 위성은, 급기야 바로 며칠 전에는 뜨거운 물이 분출되는 온천 활동까지 발견되어 생명체 발견에 대한 기대를 점점 높여주고 있다. (관련 논문은 3월 네이처지에 실렸다.)


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유로파의 모습. 표면은 땅이 아니라 전부 얼음이다.


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수백 킬로미터 높이로 물줄기를 뿜어내는

엔켈라두스. 역시 표면은 모두 얼음이다.

이제 우리 인간이 토성 위성에서 이런 사진을 찍는다.


심지어 소행성대 안에 있는 왜소행성 세레스도 비슷하게 얼음으로 덮여 있고 그 아래 많은 물이 있을 것으로 여겨진다. 그 신비를 캐기 위해 나사에서 2007년에 보낸 탐사선 돈(Dawn)호가 바로 며칠 전에 세레스 궤도에 진입하기도 했다. 수만 장의 사진을 찍으며 탐사 활동을 벌이다가 12월에는 상공 375km까지 초근접할 계획인데 이 과정에서 많은 것들이 드러나지 싶다. 


우원은 개인적으로 이곳들 중 적어도 하나의 얼음 밑 바다 속에는 물고기나 문어, 조개류 같은 지구와 비슷한 해양 생물들이 활개 치고 있을 거라 생각한다. 하지만 이걸 확인하려면 몇십 킬로미터나 되는 얼음층을 뚫고 들어가야 해서 조만간 될 것 같진 않다. 엔켈라두스가 물과 함께 물고기들도 뿜어내는 게 사진으로  찍히지 않는 바에는. 


여하튼, 이곳들이 되었든 화성이나 어디 다른 곳이 되었든지 간에 박테리아 하나라도 나타난다면 그때부터 우주를 바라보는 우리의 관점은 확 바뀐다. 지구 이외의 어느 한 곳에서 생명이 확인된다는 것은 생명이 드문 현상이 아니라는 것, 다시 말해 우주의 전 지역에 생명이 넘쳐난다는 확고한 논리적 근거가 되기 때문이다. 


나아가 이 박테리아 하나로 우주에는 지적 생명체, 혹은 문명이 넘쳐난다는 점까지도 거의 확신할 수 있다. 지구에서 박테리아가 인간으로 진화할 수 있었던 만큼 일단 생명이 생겨나기만 한다면 다른 곳에서도 얼마든지 그런 일이 가능할 것이니 말이다. 이렇게 보면 일단 필요한 건 단 하나의 외계 생명체를 찾는 거고, 거기서부터 새로운 시작점이 되는 거다. 아마 그 날은 그리 멀지는 않을 것 같다.


혹은, 유로파의 얼음층을 뚫고 들어가거나 화성의 황량한 흙을 헤집고 다니는 것과는 전혀 다른 방법으로 외계 생명이 확인될 수도 있다. 그것도 박테리아나 물고기가 아니라 인류 이상으로 발전된 기술 문명을 가진 외계 종족 하나를 통째 말이다. 


이건 다음에 더 이야기하자.





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현재 본지는 <생각비행>출판사와 연계하여 딴지 인기연재물을 출판하고 있다. 

첫빠타로 <호모 사이언티피쿠스가 책으로 나왔고

글의 이해를 도울 수 있도록 사진과 일러스트, 관련 자료 출처, 계보 등  

아주 보기 좋게 정리가 되어 나온 상태. 


많은 언론에서 본 저서를 다루었기에 언론사 서평 또한 링크 걸어 놓았다. 

관심 있으신 분덜은 아래로 놀러가시라.  



딴지마켓에서 책 구매 가능합니다.

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