외계인과 UFO라는 단어를 들으면 어떤 생각이 드는가. 사전적 의미와는 별개로, 여러 거짓과 창작물로 인해 오염된 단어다. 아마 보통 정도의 과학적 지식을 가지고 있는 일반인들은 허황된 소리라고 비웃거나 단순 재밋거리로 생각할 테다.
애덤 프랭크의 《외계인 방정식》은 조금 다르다. 천체물리학자인 저자가 외계인과 UFO에 대한 갖가지 오해와 음모론은 과학에 근거해 조목조목 반박한 뒤, 논리적이고 현실적으로 외계 생명체가 존재할 확률을 따진다. 부제목인 ‘과학적으로 외계인 찾는 법’이 딱 맞았다.
저자는 책의 상당 부분을 ‘모호한 주장과 사기극, 음모론’이 외계 생명체 탐구를 어떻게 망가뜨렸는지에 할애했다.
잘못된 인용으로 인해 비행‘접시’가 된 미확인 비행 물체에서 로즈웰 사건에 이르기까지 수많은 외계인 및 UFO 목격담과 음모론들이 존재했다. 이들 중 대부분은 과학적 반론에 의해 해체되었으나, 이미 나빠질 대로 나빠진 이미지 탓에 정치가들에게 비웃음당하거나 기금 지원이 무산되는 등, 비교적 최근까지 어려움이 있었다.
저자 역시 2019년이 되어서 처음 외계 행성 기술 흔적 연구를 위한 지원금을 받게 되었다. 그렇다. 외계 생명체 자체에 대한 탐구는 이제 막 시작된 참이다. 제임스 웹 우주망원경의 시대, AI와 분석의 시대에 들어서서야 우리는 우주의 비밀에 한 발짝 더 다가갈 수 있게 된 것이다.
《외계인 방정식》은 우주 생명체 탐색에 관하여 친절하면서도 자세히 설명해 주는 일종의 입문서다. ‘페르미의 역설’, ‘드레이크 방정식’과 같은 외계에 생명체가 존재하는지에 대한 기본적인 이론부터 시작해 이에 대한 이해도를 쌓은 후, 다음 단계로 넘어간다.
액체 상태의 물이 있다면 생명체가 존재할 확률이 높아지므로, 행성 표면에 물이 존재 가능한 궤도인 ‘거주 가능 영역’이라든가, 우주 문명의 발전 정도를 측정하는 ‘카르다셰프 척도’로 이어지는 개념적 이론이 등장한다. 특히나 카르다셰프 척도는 총 3단계의 유형으로 나뉘어 있다. 이에 의하면 지구 문명은 고작 유형 0.7 문명이며, 유형 1 문명에 도달하려면 무려 2371년 정도는 되어야 한다는 점이 흥미로웠다.
골디락스 존의 바다로 덮인 행성, K2-18b의 상상도. 생명 활동 시 생성될 수 있는 유기 분자가 발견되었다.
사진=A. Smith, N. Madhusudhan (University of Cambridge)
다시 드레이크 방정식으로 돌아와 보자.
N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L
우리가 발견할 수 있는 외계인의 수(N)는 매년 만들어지는 별의 수(R*) 곱하기 행성을 가진 별의 비율(fp) 곱하기 생명체가 만들어질 수 있는 환경을 가진 행성의 비율(ne) 곱하기 실제로 생명체가 만들어진 행성의 비율(fl) 곱하기 지능이 진화하는 행성의 비율(fi) 곱하기 기술 문명을 창조하는 지능의 비율(fc) 곱하기 그 문명의 평균 수명(L)이다.
여기서 천문학적으로 파악할 수 있는 세 가지 항, R*, fp, ne를 제외한 나머지는 모두 생명과 연관이 있으며, 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 책에서는 전체 항들을 연관시켜 ‘무작위로 선택된 거주 가능 영역 행성에서 생명체와 문명이 형성될 확률’을 추정해 본다.
이 항이 0이라면 전 우주에 어떠한 생명체와 문명이 없는 것이고, 1이라면 모든 선택된 행성은 문명을 형성해야 하는 것이다. 우리는 0과 1 사이 어딘가에 존재하는 것이다. 그렇다면 우리가 유일한 문명일 가능성은 얼마나 되는 것일까?
애덤 프랭크의 《외계인 방정식》에서는 이 우주에 문명이 우리뿐일 확률이 약 100억조분의 1이라고 추정했다. 만약 외계 생명체가 전혀 존재하지 않는다면, 이 긴 우주 역사 속 문명에 관하여 무려 10,000,000,000번의 시험에서 단 한 번을 제외하고 모두 실패했다는 것을 뜻한다.
이렇게 생각하면, 21세기가 끝나기 전 외계 생명체를 발견할지도 모른다는 게 말도 안 되는 이야기는 아니다. 외계인과 실제로 대면하는 것은 불가능하더라도, 새로운 망원경을 통해 생명 흔적을 찾는 방법으로 외계 생명체가 최소한 ‘존재’하는지는 알 수 있기 때문이다.
저자는 책의 후반부에서, ‘수학’이라는 학문은 우리가 발견한 것이 아니라 발명한 일종의 언어 체계 중 하나라고 말한다. 그렇다면 외계인은 우리와 다른 수학 체계를 가질 수 있다. 하지만 화학, 생물학, 그리고 물리학까지 모든 과학은 ‘수’를 기반으로 하며 이는 실재한다.
서로의 언어로 대화하는 것은 불가능할지도 모른다. 그러나 물리 법칙은 여전히 통할 세계에서, 내가 살아있는 동안 외계 생명체의 존재 여부를 확인할 수 있게 된다면. 이 크고 넓은 우주에 지구의 우리를 제외한 다른 생명체가 있다면, 어쩌면 정체를 알 수 없는 범우주적인 외로움도 사라지지 않을까.
외계인 방정식 - 과학적으로 외계인 찾는 법
문학수첩. 애덤 프랭크 지음, 이강환 옮김
