외계 생명에 대하여

지구 이외의 천체에 존재한다고 생각되는 생명체를 말합니다.

지구 이외의 다른 천체에 생명이 존재할까요, 더 나아가 그 생명은 지능을 가진 외계인일까요.

매우 매력적인 문제입니다.

오늘날 우리 지구문명의 과학들을 동원하면 "지구 외에도 생명은 다수 존재한다"고 할 수 있습니다.

다만 그것을 관측·검출하는 것은 용이하지 않고, 다양한 시도가 실행되고는 있지만, 아직 성공하지 않았습니다.

여기에서는 지구외 생명의 존재 문제, 지구외 생명의 검출 문제, 지구외 생명을 생각한 역사의 3가지 점에 대해 고찰합니다.

 

지구 외 생명이 존재하기 위한 조건

생명은 뜨거운 항성 표면이나 암흑의 성간 공간에 존재한다고 볼 수 없습니다. 지구와 같이 항성 주위를 도는 행성의 표면에 존재할 가능성이 있습니다. 따라서 행성계를 가진 항성의 존재가 우선 필요합니다. 관측적으로는 버나드 별에 목성과 같은 행성이 부수되어 있음이 밝혀졌습니다. 다음으로, 주성으로부터 도달하는 빛과 열이 너무 강하지도 않으면서 너무 약하지도 않은 영역을 가주권이라 부르는데, 그 가주권 내에 행성이 위치해 있을 필요가 있습니다. 행성에는 수소와 헬륨으로 이루어진 목성형 행성과 암석으로 된 지구형 행성 두 종류가 있는데 생명이 존재한다면 지구형 행성일 것입니다. 물과 공기의 존재도 필요합니다. 목성형 행성의 생명 연구도 있으나 매우 특이하며 여기에서는 생략합니다. 주성이 되는 항성도, 빛이 너무 강해 연료를 빨리 다 써버리는 수명이 짧은 별은, 생명이 진화할 시간이 없기 때문에 제외됩니다. 결국 태양을 닮은 평범한 항성이 생명의 존재에 적합하다는 얘기입니다.

　조건을 갖춘 행성이 있다고 해서 거기서 생명이 발생할까요. 이에 대한 기본적인 생각은 지구상에서 생긴 것은 다른 천체에서도 똑같이 생겼다는 것입니다. 「다른 천체에서는 생기지 않는다」라고 생각하는 것이 부자연스럽습니다. 생명기원론으로는 메이지 시대에는 판스페르미아설이 있었습니다. 이는 별에서 별로 포자 같은 생명체가 성간비행해 생명을 심어 나간다는 생각으로 생명은 생명에서 태어난다는 테제에 기초한 발상입니다. 이에 대치하여 A.N.오파린과 J.B.S.홀덴은 생명의 자연발생이 지구의 원시 해양에서 발생했음을 주장하며, 오늘날 그것이 정설이 되고 있습니다. 어쨌든 원시 지구에서 간단한 분자로부터 복잡한 분자로의 화학진화가 생기고, 그 결과 생명이 발생하고, 진화하며, 마침내 지능생물이 만들어졌습니다.

　지구상의 생명이 우주 진화의 정통적 산물인 상황 증거의 하나로 우주 원소 조성과 생명체 원소 조성이 비슷한 점을 들 수 있습니다. 휘발성분인 수소와 헬륨을 제외하면 우주에서는 탄소 질소 산소가 많습니다. 그 개수비는 대수로 8.7 대 8.0 대 9.0이다.인체에서는 (탄소로 규격화해) 8.7 대 7.9 대 9.1로 잘 일치합니다. 화학적 성질로 보면 규소가 탄소를 대신할 수 있으므로 이른바 규소생물을 생각하는 사람도 있지만 양으로 볼 때 규소생물이 존재할 확률은 낮습니다.

　생명은 너무나 교묘하게 이뤄져 있기 때문에 여러 원자가 그런 배열을 취할 수 있는 확률을 계산해 지구만이 기적적으로 생명을 가질 수 있었지 다른 별에서는 있을 수 없다는 비관론자도 있습니다. 그러나 생명을 조립하는 재료가 되는 원자들은 모두 같은 줄에 놓인 채로 결합해 가는 것이 아닙니다. 반드시 계층성을 가지고 그룹을 만들고 결합해 가는 것입니다. 따라서 가령 이진법으로 복잡한 문제를 풀려고 할 경우 예스 노(Yes no)를 반복해 가는 것만으로 수백만의 선택사항 중에서 필요로 하는 하나를 골라내듯이 매우 높은 확률로 생명 조립도 이루어졌을 것입니다.

지구 외 생명의 검출

태양계 내에서 생명을 구한다고 해도 달은 물 공기와도 달리 수성 금성은 너무 뜨겁습니다. 남는 것은 화성과 목성·토성의 위성계입니다. 화성에는 물도 공기도 있습니다. 1975년 생명탐사장치를 실은 두 대의 바이킹호가 발사돼 화성 표면에 착륙해 미생물의 존재를 조사했습니다. 결과는 부정적이었습니다. 물론 착륙지점의 선택이 안 됐거나 생명탐사장치의 기능이 완전하지 못했을 수도 있어 장담하기는 어렵지만 우선 절망적일 것입니다.

　지구상에 낙하한 운석을 분석하면, 생명에 관련된 유기물이 포함되어 있는 것은 종래부터 알려져 있었습니다. 특히 1969년 9월 28일 호주의 마치슨에 떨어진 운석은 발달한 분석 설비로 인해 철저히 조사됐습니다. 그 결과 글리신과 같은 아미노산을 비롯해 생명과 관련된 물질이 다량 함유돼 있었습니다. 운석은 태양계 탄생 시기의 자취를 남기고 있으며, 이는 지구 이외에도 생명이 탄생한다는 것의 유력한 증거입니다. 동시에 지구를 만든 원료 물질 속에 이미 생명을 만들어내는 물질이 포함되어 있었음을 말해줍니다.

　전파 천문학으로 원시성 부근의 성간 분자를 조사해 보면, 복잡한 유기 분자가 다수 발견됩니다. 이는 생명이 발생하는 데 매우 유리한 재료로 화학진화의 가능성을 보여주고 있습니다.

　태양계 밖 생명의 존재를 관측하는 작업은 이미 많이 실행되고 있습니다. 그것은 생명을 직접 찾는다는 것이 아니라 생명이 진화하여 지능생물이 태어나고, 그 지능생물이 만들어낸 '지구외 문명'을 찾는다는 방식으로 이루어지고 있습니다. 이는 생명보다 문명이 더 발견하기 쉽다는 생각에 따른 것입니다. 즉, 지구외문명은 지구문명과 마찬가지로 전파기술을 가지고, 다른 별에 동료를 찾아 호소하는 전파를 송신할 것이기 때문에, 그 전파를 찾아내는 것으로 생명의 존재가 밝혀집니다. 이것이 오즈마 계획 이래의 지구외 문명(생명) 탐사의 주류의 생활 방식입니다. 지구에서 몇 광년 떨어진 별에 그런 문명이 존재하는지를 추정하려면 이 은하계 안에 문명이 지금 현재 몇 개 있는지를 계산해 수행합니다. 이를 위해 다음과 같은 방정식이 준비되어 있습니다.

　은하계 별의 전수 S, 별의 수명 T, 별이 행성계를 가질 확률 fp, 생명에 적당한 환경하에 있는 행성수 ne, 생명발생 확률 fl, 생명진화로 지능생물이 태어날 확률 fi, 지능생물이 기술문명을 만들 확률 fc, 문명의 계속시간 L로서 문명의 수 N은
　　N = Sfpnefiflfc · ( L/T )
이 됩니다. S~1011개, T~1010년, fp~1, ne~1, fl~1이다.fi×fc~10-3으로 한다.L은 몇 년일까요. L은 주성의 수명보다 짧다고밖에 할 수 없습니다. 그래서 100개 문명 중 하나 정도가 안정적인 사회를 만드는 데 성공한다고 하고, 평균치로 L107년이라고 생각하면 그때 N108개가 됩니다. 어쨌든 문명 지속 시간 L이 가장 부정성이 큰 인자입니다. 그런데 이 낙관적인 L 수치(107)의 경우 고도문명 간 평균 거리는수백 광년이 됩니다. 수백광년이라는 값은 지구인류의 현재 전파기술 수준으로 이미 충분히 극복할 수 있는 거리입니다. 전파교신 관측에 따라 지구 외 문명이라는 괴물이 실증과학의 대상으로 연구할 수 있는 가능성을 열어놓은 셈입니다.

　전파 이외에도 생물학적 성간 통신수단이 있습니다. 생물, 특히 바이러스의 DNA 배열 속에 메시지를 넣어 판스페르미아적으로 우주에 뿌리는 방법입니다. 적당한 조건하의 행성에 도착한 바이러스는 자기증식을 반복해 행성 전면에 퍼집니다. DNA에 내장된 메시지는 그 행성에 오랫동안 존재하며 언젠가 해독되기를 기다립니다. 이는 전파에 의한 메시지가 순식간에 지나가는 것과 대조적인 동시에 DNA 전사 때 오류가 발생하는 것을 피하는 교묘한 방법도 있어 잡음에 대해서는 강하다고 할 수 있습니다.