어렸을 때 밤하늘을 보면서 '저 넓은 우주에 정말 우리밖에 없을까?'라는 생각을 해보신 적 있으신가요? 저는 초등학교 때부터 이런 상상을 자주 했습니다. 개미들이 자기네 집단이 세상의 전부라고 생각하듯이, 혹시 우리도 더 큰 존재의 눈에는 그저 작은 점에 불과한 건 아닐까 하는 생각이었죠. 최근 천문학계에서는 외계 생명체 탐사가 본격화되면서 골디락스 존(생명 거주 가능 지역)에 위치한 행성들이 속속 발견되고 있습니다. 케플러 망원경이 발견한 수백 개의 외계행성 중 일부는 지구와 놀라울 정도로 유사한 조건을 갖추고 있다고 합니다.
생명체가 살 수 있는 조건, 골디락스 존이란 무엇인가
우주에서 생명체를 찾으려면 어디를 봐야 할까요? 천문학자들은 항성으로부터 적절한 거리에 위치한 '골디락스 존'에 주목합니다. 골디락스 존이란 행성 표면의 온도가 너무 뜨겁지도, 너무 춥지도 않아 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역을 말합니다. 동화 '골디락스와 곰 세 마리'에서 주인공이 '딱 적당한' 것을 선택했다는 이야기에서 유래한 용어입니다.
우리 태양계의 경우 금성, 지구, 화성이 골디락스 존에 걸쳐 있습니다. 하지만 금성은 표면 온도가 400도를 넘고 황산비가 내리는 극한 환경이고, 화성은 현재 생명체의 직접적인 흔적이 발견되지 않았습니다. 그렇다면 다른 항성계는 어떨까요? 케플러 우주망원경은 2009년부터 2018년까지 외계행성 탐사 임무를 수행하면서 수천 개의 외계행성을 발견했습니다. 이 중 골디락스 존에 위치한 행성은 약 60개 정도이며, 지구와 비슷한 크기와 환경을 가진 것으로 추정되는 행성은 2개 정도입니다.
저는 이 숫자가 처음에는 작게 느껴졌는데, 생각해보면 케플러 망원경이 관측한 범위는 우주 전체에서 극히 일부에 불과합니다. 관측 가능한 우주에는 약 2조 개의 은하가 있고, 각 은하마다 수천억 개의 항성이 있다는 점을 고려하면 생명체가 존재할 가능성은 통계적으로 상당히 높다고 볼 수 있습니다.
생명체 존재의 핵심 요소 중 하나는 바로 '인(Phosphorus)' 원소입니다. 인은 지구상의 모든 생명체에게 필수적인 원소로, DNA와 RNA의 구성 성분이며 세포막을 이루는 인지질의 주요 성분입니다. 플랑크톤과 같은 가장 단순한 생명체조차 약 4,000개의 원자로 구성되어 있는데, 그중 인은 단 하나만 존재하지만 이것이 없으면 생명 활동 자체가 불가능합니다. 최근 목성의 위성 유로파에서 인이 검출되면서 과학계는 큰 흥분에 휩싸였습니다. 유로파는 얼음으로 덮인 표면 아래 약 100km 깊이의 바다를 가지고 있으며, 해저에는 열수분출공이 존재하는 것으로 추정됩니다. 열수분출공이란 지각 내부의 마그마 열로 데워진 물이 해저에서 뿜어 나오는 곳으로, 지구의 심해에서도 발견되며 원시 생명체가 탄생했을 가능성이 높은 장소로 꼽힙니다.
외계 생명체를 찾는 방법, 세티 프로젝트와 와우 시그널
그렇다면 우리는 어떻게 외계 생명체를 찾을 수 있을까요? 직접 가서 확인하는 방법도 있지만, 가장 가까운 항성계인 프록시마 센타우리까지도 빛의 속도로 4.3년이 걸립니다. 현재 기술로는 도달하기 어려운 거리죠. 그래서 천문학자들은 간접적인 방법을 사용합니다. 바로 '세티(SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence) 프로젝트'입니다.
세티 프로젝트는 우주에서 오는 전파 신호를 분석하여 인위적인 패턴이 있는지 찾아내는 프로그램입니다. 자연에서 발생하는 전파는 무작위적인 노이즈 형태를 띠지만, 지적 생명체가 보내는 신호라면 규칙적인 패턴이나 특정한 주파수 변조가 나타날 것이라는 가정에서 출발합니다. 1977년 8월 15일, 미국 오하이오주립대학교의 빅이어(Big Ear) 전파망원경은 역사상 가장 유명한 외계 신호를 포착했습니다. 약 72초간 지속된 이 신호는 주변 노이즈보다 30배 이상 강한 강도를 보였고, 연구원이 출력된 데이터를 보고 너무 놀라 여백에 'Wow!'라고 적어 넣었습니다. 이것이 바로 '와우 시그널'입니다.
와우 시그널의 특징은 다음과 같습니다:
- 신호 강도가 주변 배경 노이즈 대비 30배 이상 강했음
- 1420MHz 주파수 대역에서 검출됨 (수소 원자의 특성 주파수와 유사)
- 궁수자리 방향에서 수신됨
- 이후 동일한 신호가 재검출되지 않음
저는 이 이야기를 처음 들었을 때 정말 외계인이 보낸 신호가 아닐까 기대했습니다. 하지만 과학적으로 확인하려면 신호가 반복적으로 검출되어야 하는데, 그 이후로 똑같은 신호는 단 한 번도 포착되지 않았습니다. 일부 과학자들은 지나가던 혜성이나 인공위성의 신호일 수 있다고 추정하지만, 여전히 미스터리로 남아 있습니다.
외계 생명체 탐사에는 또 다른 논쟁적인 시도도 있었습니다. 1977년 보이저 1호와 2호에는 '골든 레코드'가 실렸습니다. 이 레코드에는 지구의 소리, 음악, 55개 언어로 된 인사말, 인간의 모습을 담은 사진, 지구의 위치를 나타내는 정보 등이 담겨 있습니다. 천문학자 칼 세이건과 프랭크 드레이크가 주도한 이 프로젝트는 외계 문명과의 소통을 시도한다는 낭만적인 목표를 가졌지만, 동시에 우리의 위치를 알리는 것이 위험할 수 있다는 비판도 받았습니다.
개인적으로 저는 외계 생명체가 존재한다면 없었으면 좋겠다는 생각을 합니다. 그들이 우리에게 우호적일지, 적대적일지 알 수 없기 때문입니다. 인류 역사를 봐도 기술적으로 우위에 있는 문명이 그렇지 못한 문명을 만났을 때 결과가 좋지 않았습니다. 우주적 규모에서도 같은 일이 벌어지지 않으리란 보장이 없죠. 하지만 동시에 외계 생명체에 대한 연구는 계속되어야 한다고 생각합니다. 그것이 인간의 호기심이자, 우리가 우주에서 어떤 존재인지 이해하는 과정이기 때문입니다.
결국 외계 생명체 탐사는 단순히 '그들'을 찾는 것이 아니라 '우리'를 이해하는 과정인지도 모릅니다. 지구 생명체가 어떻게 탄생했고, 생명이란 무엇인지, 우주에서 우리의 위치는 어디인지에 대한 근본적인 질문에 답하는 여정이죠. 저는 제 어린 시절의 질문에 대한 답을 아직 모르지만, 과학자들이 골디락스 존의 행성들을 하나씩 탐사하고 세티 프로젝트가 우주의 신호를 계속 듣고 있다는 사실만으로도 설렙니다. 언젠가 우리가 진짜 답을 찾게 될까요? 그날이 온다면 인류는 완전히 달라진 세상을 맞이하게 될 것입니다.
참고: "[Full] EBS 취미는 과학 - 1화 외계생명체, 어떻게 맞이할 것인가?ㅣMC 데프콘이 던진 첫 질문, "외계생명체가 정말 있어요?"/EBS 컬렉션 - 사이언스:
https://www.youtube.com/watch?v=tpPdTVQfVaI&list=PLkKcqR2KGxgzqeKZo1Rx93kJFokuVkpye&index=93