어딘가에 있을 또 다른 세상을 향해
SETI( 외계 지적 생명탐사)
보이저 1호, 현재 태양계 밖을 여행중이다.1977년 9월 5일, 보이저 1호가 지구의 목소리, 좌표를 가지고 지구를 떠났다. 보이저 1호의 원래 목적은 태양계 탐사로 목성과 토성을 지나며 많은 자료들을 지구로 보내왔다. 그리고 지난 2003년부터 보이저 1호는 태양계 밖을 여행 중이다. 보이저 1호가 모든 임무가 끝나고 2027년쯤, 더 이상 어떠한 기능도 작동하지 않게 된다. 하지만 그는 앞으로 2억 년 후 까지 하게 될 임무를 받았는데 바로 레코드 판이다. 현재 보이저 1호에는 금제 은반이 실려 있는데 이 레코드 판에는 지구상의 생명체와 문화의 다양성을 알리기 위한 소리와 영상이 기록되어 있다. 자세한 내용을 살펴보자면 새, 파도와 같은 자연의 소리, 다양한 민족들의 음악, 55개의 언어로 된 인사말(한국어 포함), 그리고 당시 대통령(지미 카터)과 사무국장의 메시지 까지.
그리고 레코드 판 겉면을 보면 레코드 판을 작동시키는 법과 지구의 위치 정보를 담고 있는 그림을 싣고 있다.
이렇듯 보이저 1호는 지구의 목소리를 싣고 우주 속을 여행하는 것이다.
우리는 종종 생각한다. '과연 이 넓은 우주에 우리만 존재할까?' 비록 아직까진 발견하진 못했지만 내 생각 으로선 광활한 우주 속에 우리만 있을 확률도 희박하다고 생각된다. 그렇기에 현시대의 과학자들은 외계인에 관심을 가지고 외계인과 접촉하기 위해 노력 중이다. 그럼 '외계인을 찾기 위한 노력'을 뜻하는 SETI에 관하여 알아 보도록 하자.
SETI가 뭔가요?
SETI에 사용되는 전파 망원경SETI는 'Search for Extra-Terrestrial Intelligence'의 줄임말로서 외계의 지적 생명체를 찾기 위한 전반적인 활동들을 통틀어서 의미한다. 외계행성으로부터 오는 전자기파를 찾거나 그런 전자기파를 보내서 외계 생물을 찾는 것을 목적으로 한다. SETI 프로젝트는 초창기 미국 정부로부터 지원을 받다가 큰 성과를 보이지 않자 예산이 축소되었다. 하지만 분산 컴퓨팅 프로젝트 SETI@Home 통해 진행되고 있으며 이외에 다른 나라에서도 개별적인 SETI 프로젝트가 진행되고 있다. 여러분도 집에 개인용 PC가 있다면 SETI@Home에 참여할 수 있으니 참여해 보는 것도 괜찮을 것 같다.(SETI@home 링크)
그렇다면 SETI는 어떻게 시작하게 되었을까? 그 배경들을 알아보도록 하자.
1. 무한의 가능성
고대 그리스 철학자, 에피쿠로스"우주는 무한하다. 그러므로 우리가 모르는 생명체가 사는 곳도 무한히 많을 것이다." -에피쿠르소-
그렇다. 우주가 무한하다고 가정해 보자. (아직 까지 단정 지을 수 없지만 많은 과학자들은 우주가 무한하다는 가정을 많이 내린다.) 무한한 우주 내에서는 별이 무한개 있을 것이다. 그리고 그 별에 딸린 행성도 무한히 있을 것이다. 그런 무한한 행성들은 모두 다른 특징을 가지게 될까? 물론 아니다. 어딘가에는 지구와 매우 유사한 행성을 발견할 수 있을 것이다. 따라서 어딘가에는 우리가 모르는 지적 생명체가 사는 장소도 무한히 많다고 결론 지을 수 있다. 그 말은 즉, 어딘가엔 외계인이 존재할 것이라는 것을 말해주게 된다. 이러한 논리는 다중우주이론을 설명할 때도 사용되는데 나중에 자세히 다루도록 하겠다.
2. 극한 환경의 생물
곰처럼 생겼다 하여 '곰벌레'이다. 그는 불사신이다.극한 환경이란 말 그대로 극단적이고 도전적인 환경을 말한다. 예를 들어 방사능 속이라던지 초고압. 이런 환경을 말한다. 하지만 사진에 보이는 '곰벌레'는 별명이 불사신인데 그 이유를 하나씩 살펴보자면
저온: 절대 영도에서 겨우 1도 높은 −272℃에서 생존한 사례가 있다.
고온: 151℃ 이상의 온도에서도 살아남을 수 있다.
고압: 기압의 6000배를 견딘 사례가 있다.(마리아나 해구의 해저 수압의 6배 정도
저압: 진공상태에서도 오랜 기간 동안 살아남을 수 있다.
탈수: 체중의 85%가 수분이나 0.05%까지 줄여도 죽지 않는다.
방사능: 사람의 치사량의 1000배에 해당하는 감마선에도 죽지 않는다.
독성물질: 알코올 등 유기용매나 각종 화학물질에 강한 내성을 지닌다.
곰벌레뿐만 아니라 화구 근처에 사는 미생물 이라던가 양잿물 속에서도 생명을 유지하는 박테리아 등을 고려한다면 외계행성의 환경이 아주 극단적이라 할지라도 살수 있다는 가능성을 보여주고 있다.
3. 슈퍼지구의 발견
지구와 환경이 비슷한 다른 행성을 '슈퍼지구'라고 한다.'1. 무한의 가능성'에서도 말했듯이 이미 지구와 유사한 행성들이 발견되었다. 그런 행성들을 '슈퍼지구'라고 하는데 생명체가 살기 적합한 환경을 가지고 있어야 한다.( 생명체가 살기 위한 조건이 궁금하다면 1번 참조) 슈퍼지구는 2005년 이후로 꾸준히 발견되고 있는 추세이다. 그 말은 즉, 외계인을 찾을 확률도 점점 증가하고 있다는 말이 된다.
4. 드레이크 방정식
프랭크 드레이크, SETI를 창설했다.1960년대, 드레이크가 최초로 고안하였다 하여 '드레이크'방정식이라 불리는데 우리 인류와 교신할 지적 외계 생명체의 수를 이 방정식을 통해 추정할 수 있다.
N: 우리 은하 내에 존재하는 교신이 가능한 문명의 수
R*: 우리 은하 안에서 1년 동안 탄생하는 항성의 수 (= 우리 은하 안의 별의 수/평균 별의 수명)
fp: 이들 항성들이 행성을 갖고 있을 확률
ne: 항성에 속한 행성들 중에서 생명체가 살 수 있는 행성의 수
fl: 조건을 갖춘 행성에서 실제로 생명체가 탄생할 확률
fi: 탄생한 생명체가 지적 문명체로 진화할 확률
fc: 지적 문명체가 다른 별에 자신의 존재를 알릴 수 있는 통신 기술을 갖고 있을 확률
L: 통신 기술을 갖고 있는 지적 문명체가 존속할 수 있는 기간 (단위: 년)
드레이크가 사용한 수치는
R* = 10/년fp = 0.5ne = 2fl = 1fi = 0.01fc = 0.01L = 10,000 년
참고로, 이 방정식은 L의 값에 따라 달라지는데, 이 L값은 사람에게 달려있다고 한다. 그렇기에 이에 대해 부정적인 사람은 N이 1 미만. 긍정적인 사람은 100~1000개의 문명이 존제할 것이라고 제시한다. 이런 다양한 이유로 SETI 프로젝트가 등장하게 된 배경이 되었다.
세상에서 가장 큰 전파 망원경, 아레시보 전파망원경. 크기가 에펠탑(324m)을 눕혀놓은 크기와 비슷하다.
전파 망원경이 발명되고 망원경이 천문학에 사용되자 1960년 4월 8일, '오즈마 프로젝트'라는 이름으로 10년간 아레시보 천문대에서 SETI가 실행되었다. 그 후,1967년 대학원생이었던 '밸 버낼'은 1.34초에 한번의 주기를 가지는 전파를 발견 하고 자신이 외계인을 찾았다는 기쁨에 이름까지 지어 주었다.(작은 초록 외계인) 하지만 그 전파가 펄서라는 사실이 발견되고(그 당시 펄서의 존재를 모르고 있었다. 펄서가 무엇인지 궁금하다면 2번 참조) 처음 펄서를 발견함에 따라 지도교수는 노벨상을 받게 되지만 최초 발견자인 '밸 버낼'은 무시된다.(힘내세요..)
허큘리스 대성단. 구상성단이다.1971년, 오즈마 2 프로젝트가 실시되었다. 500시간 동안 약 600여 개의 별을 대상으로 전파를 추적하는 프로젝트 있는데 결국 실패하고 만다. 그리고 3년 후인 1974년. 천문대를 통해 메시지를 쏘아 올렸는데, 이 메시지는 허큘리스 대성단을 목표로 27000년에 도착 예정이다. 그리고 1980년 정식적인 SETI 연구소가 설립되었다.
허큘리스 대성단에 보낸 메세지. 지구의 정보를 담고있다.연구소 설립 이후, 하버드 대학교 SETI모임 주도하에 '메타 프로젝트'가 시작되었다. 하지만 별 다른 성과가 없자, 예산낭비라는 많은 비판의 목소리가 나오게 되고 그 결과 미국 정부는 SETI에 지원을 축소하게 되었다. 그에 따라 SETI 프로젝트는 위기를 맞게 되었는데 하지만 여러 과학자들의 자원봉사와 여러 인사들의 재정적 지원으로 지속할 수 있게 되었다. 하루에 전파가 약 2GB씩 쏟아지는 전파신호를 분석할 슈퍼컴퓨터의 용량이 부족해 지자 분산 컴퓨팅 기술을 이용한 SETI@Home을 만들어 개인의 지원을 받고 있다.(현재 나도 참여 중이다.) 또한 1983년 8월 15일 보내졌던 '알타이르 (모리모토 - 히라바야시) 메시지'가 1999년 독수리자리 알타이르에 도착하였다. 이 메시지에 대하여 지적 생명체게 회신을 해준다면 2015년 이후에 메시지를 받을 수 있을 것이다.
아직 까지는 SETI를 통하여 발견한 것은 그렇게 많지 않다. 하지만 SETI를 통하여 많은 과학의 발전이 있었고 여러 과학자들을 배출시키는 기회가 되기도 하였다. 앞으로의 미래에서 SETI 프로젝트가 성공적 일지 실패작일지 아무도 모른다. 그러나 우리는 믿는다. 어딘가에 우리와 비슷한 생물체가 존재할 것이라고. 그렇기에 오늘도 우주로 전파를 쏘아 올려본다.-천문학자소년-
1. 생물체가 살기 위해 가장 중요한 조건은 바로 '액체 상태의 물'이다. 물은 비열이 높고 다른 물질의 용매 역할을 탁월히 하는 보기 드문 물질이다. 따라서 현시대의 과학자들은 별과 거리를 비교하여 물이 액체상태로 존재할 수 있는 지대를 만들었는데 바로 '생명 가능 지대'이다. 일반적으로 생명 가능지대는 별의 질량이 클수록 멀어지고 범위가 넓어진다. 또한 중요한 요소는 행성 자체가 어느 정도 질량을 가져서 중력이 대기를 끌어 당길 수 있을 정도가 필요하다. 행성의 질량만큼 별의 질량도 중요한데 별이 질량이 너무 크다 보면 별의 진화가 짧은 시간 내에 이루어진다. 이로 인해 행성 속 생물체가 진화하기 전에 별이 터져 버리고 만다. 또한 별의 질량이 너무 작게 되면 상대적으로 생명가능지대와 가까워지게 되는데 그로 인해 너무 가까이 있는 행성은 공전 주기와 자전주기가 같아져 항상 한쪽만 낮이 되고 다른 한 쪽면은 밤이 되어 극단적인 환경이 만들어질 수도 있다. 따라서 우리가 현재 지구에 살고 있다는 것은 축복 중에 축복이 아닐 수 없다.
2.
펄서, 강한 자기장과 입자를 방출하고 있다.펄서는 고도로 자기화 된, 전자기파의 광선을 뿜는 자전하는 중성자 별이다. 펄서는 발견된지 얼마 되지 않아 천문학이 주목하는 부분 중에 하나이다. 펄서의 에너지원에 따라 크게 세 가지로 분류한다.
자전 에너지 펄서: 자전 에너지의 손실을 통해 에너지를 방출한다.
강착 에너지 펄서: 엑스선 펄서와 거의 비슷하지만 정확히 일치하는 개념은 아니다. 인접한 항성에서 나온 물질이 다른 쪽의 표면 위에 떨어지는데, 이 강착 물질의 위치 에너지가 엑스선 및 다른 지구에서 관측 가능한 에너지의 근원이다.
마그네타: 극도로 강한 중력장의 힘이 약해지면서 에너지를 방출한다.
서는 물리학 및 천문학 분야에 있어 여러 연구 과제를 안겨주었는데, 대표적인 예로 일반상대성이론을 통해 예견된 중력장의 존재 및, 최초의 외계 행성계 발견 등이 있다.
별의 최후 중 하나인 중성자별. 그리고 그중에서 나타나는 펄서. 앞으로의 연구 기대해 본다.
