[비즈한국] 인류는 아주 오래전부터 막연하게 태양계 바깥 저 넓은 우주 어딘가에 우리를 닮은 또 다른 존재, 외계 문명이 존재하지 않을까 기대를 해왔다. 철학자와 과학자뿐 아니라 영화나 드라마, 게임 등 다양한 대중문화 콘텐츠로 소비되면서 외계인에 대한 상상은 더 구체화되었다. 그리고 이제는 너무나 익숙해서 진부한 소재로 여길 정도다.
하지만 아쉽게도 정말로 이들이 존재하는지는 과학적으로 검증된 적 없다. 그들이 없다는 증거도 없고, 확실하게 존재한다는 증거도 없다. 어쩌면 가까운 미래에 태양계 천체들의 탐사를 통해 간단한 미생물 수준의 외계 생명체를 발견하게 될지 모른다. 이것만으로도 충분히 설레고 충격적인 발견이지만, 이미 영화와 소설을 통해 외계인에 대한 기대치가 한층 높아진 대중에게는 그다지 매력적으로 다가오지 않을지 모른다. 우리가 궁극적으로 찾고 싶은 것은 단순한 외계 벌레나 외계 아메바가 아니라 우리처럼 사고하고 감정을 가진 외계인일 테니 말이다.
과연 이 우주 어딘가에는 정말 우리처럼 각자의 기술과 문명을 이루고 살아가는 또 다른 사회가 존재할까? 많은 천문학자들은 이 흥미로운 질문에 대해 꽤 진지하게 고민하고 있다. 그리고 그 가능성을 낮지 않게 점치고 있다. 그러한 막연한 낙관론의 가장 큰 근거는, 일단 우리 우주가 아주 거대하다는 사실 그 자체다.
“우주에 우리뿐이라면 그것은 엄청난 공간의 낭비다.” -칼 세이건
최근 20~30년 사이에 외계 생명체의 흔적을 찾고, 이들이 존재할 법한 거처의 후보를 찾는 외계 행성 탐색 분야는 비약적으로 발전해왔다. 그전까지만 해도 인류가 알고 있는 ‘행성’이라는 말은 오직 우리 태양 곁을 도는 행성들뿐이었다. 당연히 태양계 바깥 다른 별 곁에도 각자가 거느리고 있는 행성들이 존재할 것이라고 생각은 했지만, 실제 그 존재가 확인된 것은 꽤 최근의 일이다. 행성이라는 말의 의미가 단순히 태양뿐 아니라 우주의 모든 별 곁을 도는 주변 천체를 지칭하는 개념으로 일반 시민들에게까지 널리 자리 잡게 된 것은, 다른 별 곁을 도는 외계행성이 발견되면서부터라고 볼 수 있다.
특히 2009년 우주로 올라가 집중적으로 외계행성을 찾기 시작한 케플러 우주망원경과 그 뒤를 이어 우주로 올라간 테스 우주망원경의 활약 덕분에 이제 우리는 무려 4000개가 넘는 확실한 외계 행성을 파악했다. 또 계속해서 매년 수백 수천 개의 흥미로운 외계행성 후보 시그널을 확보하고 있다. 이제 우주의 거의 모든 별이 곁에 행성을 거느리고 있다는 것은 거의 확실해 보인다. 주변에 행성을 거느리는 행운은 우리 태양만이 누릴 수 있는 특권이 아니었다.
하지만 아쉽게도 이렇게 발견한 외계행성에 정말 생명체가 존재하는지, 그들이 어떤 환경에서 어떤 모습으로 살아가는지는 전혀 밝혀진 바 없다. 너무 멀리 떨어져 있어서 현존하는 망원경과 관측 도구로는 이들의 명확한 모습을 볼 수 없다. 외계 생명체를 연구하는 외계 생물학(astrobiology)이라는 분야는 최근 비약적인 발전을 했지만, 아직까지도 연구할 수 있는 생태계가 지구 생태계 단 하나뿐이라는 가장 큰 한계를 벗지 못하고 있다.
여전히 우리가 경험하고 실험할 수 있는 생태계는 지구 생태계뿐이다. 비교 실험을 할 대조군이 단 하나도 없다. 그래서 외계 생물학 분야의 많은 연구자들은 계속되는 화성 탐사와 앞으로 이뤄질 새로운 유로파, 타이탄 탐사를 통해 아직까지 생존해 있거나 과거에 존재했던 외계 생명체를 발견해, 지구 생태계와 직접 비교하는 ‘비교 생물학’이 시작될 날을 꿈꾸고 있다.
지구뿐 아니라 다른 외계 환경에서 탄생하고 진화한 생명체를 함께 비교할 수 있게 된다면, 우리는 지구에서 벌어진 생명 탄생의 신비가 우주 전역에서 동일한 방식으로 진행되었는지, 아니면 환경에 따라 전혀 다른 생명 탄생과 진화의 역사가 쓰였는지를 알게 될 것이다. 우리 지구 생태계가 우주에서 보편적인 경우인지, 아니면 특수한 사례인지를. 지구뿐 아니라 우주 전 생명체들을 아우르는, 생명 탄생의 궁극적인 열쇠를 찾게 될지도 모른다.
외계 생명체 샘플이 존재하지 않는 상황에서, 천문학자들 사이에서 오랫동안 논쟁 거리인 흥미로운 질문이 하나 있다. 과연 외계 생태계가 존재한다면 그 모습은 지구와 유사할까, 아니면 지구와 전혀 다른 모습일까? (아직 증거가 없기 때문에) 두 가지 주장 모두 충분한 설득력을 갖고 있다.
일부 생물학자들은 지구와 비슷한 환경에서만 생명이 탄생할 수 있다고 생각한다. 지구 생명체는 최대 원자 네 개까지 결합하며 다양한 구조와 효과적인 화학 반응성을 발휘할 수 있는 탄소 기반의 화합물로 이루어져 있다. 또 초저온의 낮은 온도에서만 액체로 존재하는 다른 일반적인 기체 분자들과 달리, 상온의 아주 높은 온도에서도 모두 기화하지 않고 액체 상태로 존재하는 물을 기반으로 생명활동을 하고 있다. 이렇게 지구 생명체만 놓고 보면 탄소와 물을 기반으로 생명체가 탄생하는 것이 가장 적합하고 유리한 방식으로 생각된다. 또 이 재료들은 우주에서 그리 어렵지 않게 구할 수 있어 생명을 조합하는 데 더 유리하다. 이러한 근거로 다른 행성에서도 생명이 탄생한다면 지구와 비슷하게 진행될 것이라 추측한다.
이러한 주장은 지구와 비슷한 환경을 가졌으리라 기대되는 골디락스 존의 외계행성에 탐색이 집중된 것에 충분한 근거가 되었다.
하지만 반론도 적지 않다. 지구만 보더라도 일반적인 생명체와 전혀 다른 방식으로 신진대사와 생명활동을 하는 일부 극지 생물들이 발견된다. 탄소가 아니라 규소, 심지어 독성이 있는 비소를 먹고사는 생명체들이 발견된 적도 있다. 이러한 극지 생물들의 발견은 지구와 전혀 다른, 생명이 존재하기 어려울 것 같은 극단적인 환경에서도 충분히 생명이 탄생하고 진화할 수 있다는 의심을 품게 한다. 지구가 생명 탄생에 가장 적합한 환경이라고 생각하는 것은, 실제로 지구가 최적이어서가 아니라 단지 우리가 지구 환경에 맞춰 진화했기 때문일지도 모른다.
태양계만 해도, 지구와는 조건이 전혀 다른 목성이나 토성 곁 위성에서도 액체 상태의 물이 충분히 발견된다. 또 그 지하 바다에는 아직까지 살아 있는 수중 생태계가 존재할 수 있다고 추정된다. 심지어 물이 없어도 다른 액체 상태의 용매를 활용해 생명 활동을 하는 생태계를 상상할 수 있다. 토성의 위성 타이탄에는은 액체 상태로 존재하는 메탄으로 가득 채워진 호수와 바다가 있다. 비록 지구 대부분의 생명체들에게는 메탄은 독성에 별로 유용하지 않은 성분이지만, 타이탄의 호수를 가득 채운 액체 메탄을 물 대신 활용해 살아가는 생명체의 존재 가능성도 충분히 고려해볼 수 있다.
결국 이 논쟁은 외계 생명체들의 다양성에 관한 논쟁으로 요약할 수 있다. 우주가 이렇게나 넓고 이렇게나 다양한 환경의 행성들이 존재하는데, 꼭 지구와 같은 환경에서만 생명이 존재한다고 단정할 수 있을까? 또는 반대로, 아직까지 우리가 외계 생명체를 발견하지 못한 것은 정확히 지구와 같은 미묘한 조건에서만 생명 탄생이 이루어지기 때문에, 그 확률이 너무나 희박해서가 아닐까? 두 가지 의견 모두 일리 있고 설득력이 있다.
외계 생명체의 다양성에 관한 고민은, 흥미롭게도 먼 미래 우리가 과연 정말로 다른 존재와 조우했을 때 그들을 우호적으로 대할지, 아니면 호전적으로 대할지에 대한 고민도 하게 만든다. 만약 다른 외계 행성에서도 지구와 정확히 똑같은 조건에서만 지구와 똑같은 방식으로 생명이 탄생하고 진화했다면, 외계 생명체의 외모 역시 지구와 크게 다르지 않을 것이다. 그들도 우리처럼 두 발로 직립보행을 하고, 긴 원통형의 몸 위에 두뇌가 담긴 머리를 얹은 채 남는 두 손으로 도구를 활용할 것이다. 영화 ‘아바타’에 나오는 외계인 나비족처럼 피부 색깔 정도만 다르고 인간과 외모가 크게 다르지 않은, 그다지 이질적이지 않은 외계인일 것이다.
반대로 지구와 전혀 다른 환경에서 나름의 적합한 조건을 찾아내 생명 탄생이 벌어지고 있다면, 그 모습이 지구와는 완전히 다를 것이다. 영화 ‘에이리언’이나 ‘스타십 트루퍼스’의 벌레, 파충류 형태의 외계인을 만나게 될 수도 있다. 아니 이런 모습조차 우리가 지구에서 경험한 벌레와 파충류를 참고한 디자인일 테니, 엄밀하게 말하면 지구 생명체와 유사한 모습이라고 봐야 할 것이다.
인간과 구분되지 않을 정도로 유사한 외관부터 징그러운 파충류의 모습, 그리고 생명체인지 분간하기 어려운 형태에 이르기까지 아주 다양한 외계 생명체를 상상할 수 있다면, 여기서 우리는 이런 질문을 해볼 수 있다. 외모에 상관없이 모두 지능과 감정이 비슷한 ‘문명인’이라고 한다면, 우리는 아무런 차별 없이 이들을 동등하게 대하고 평화로운 교감, 교류의 대상으로 삼을 수 있을까?
영화에 등장한 다양한 외계인들 사진을 쭉 늘어놓고, 딱 마주쳤을 때 겁먹지 않고 우호적으로 대할 수 있는 외계인들을 골라보다면? 사람마다 어느 정도까지 교류의 대상으로 받아들일 수 있을지 조금씩 차이가 있을 것이다. 어떤 사람은 ‘아바타’의 나비족 정도까지, 또 어떤 이는 ‘디스트릭트9’에 나오는 벌레 형태의 직립보행 외계인까지 친구로 받아들 수 있다고 생각할지 모른다. 정말 마음이 열린 사람이라면 ‘에이리언’이나 ‘스타워즈’에 나오는 모든 외계인들도 다 친구로 받아들일 수 있다고 생각할지도 모르겠다. 외계 생명체와의 조우에 자신이 얼마나 보수적인지 너그러운지를 체크해볼 수 있는 재밌는 경험이 될 것이다.
결국 지구 바깥 외계행성에서 생명이 탄생하고 진화한다면, 과연 지구와 비슷한 방식이어야만 가능할지, 아니면 지구와 전혀 다른 조건에서도 나름의 길을 찾아 생명 진화가 벌어질지에 관한 고민은 단순히 생물학적인 논쟁이 아니다. 가까운 미래에 우리가 또 다른 존재를 정말 조우하게 되었을 때 어떤 외모의 존재까지 사회적, 문화적 교류의 대상으로 삼을 수 있을지에 대한 질문을 함께 던져준다.
언어도, 과학 기술도 전혀 다른 우주인들이 만났을 때 가장 처음 인지하게 되는 차이는 외모의 차이일 것이다. 그리고 그것이 각 문명이 상대가 얼마나 우호적일지, 호전적일지를 판단하는 감정적인 근거가 될 수밖에 없다. 결국 얼마나 오래전부터 낯선 외모의 외계 문명을 상상하고 이미지 트레이닝을 해왔는지에 따라, 상대를 섣불리 외모만 보고 판단해서 공격하거나 받아들이는 실수를 하지 않는 성숙한 반응을 보일 수 있을지가 결정될 것이다.
우리 문명은 이 연습을 충분히 하고 있다고 자부할 수 있을까? 지구 안에서도 우리는 겉모습으로 상대를 무시하거나 섣불리 판단하는 과오를 범하고 있는데. 그런 점에서 우리는 다른 외계 문명과 성숙한 문명으로서 조우할 준비가 아직 안 된 것이 아닐까?
우주가 이렇게 넓다면 당연히 어딘가 외계 생명체 심지어 외계 문명도 있을 것이라고 기대했던 칼 세이건의 낙관적인 주장에 대해, 그렇게나 외계 문명이 즐비하다면 왜 아직 우리는 그들과 조우하지 못했는가를 되묻는 물리학자 엔리코 페르미의 역설이 있다. 페르미는 외계 문명이 당연히 흔할 것이라 생각하는 막연한 천문학자들에게 되물었다. 우리는 왜 아직 그들을 만나지 못하는지.
이 유명한 페르미의 역설에 다양한 철학자, 과학자가 다양한 방식으로 나름의 변명을 제시했다. 그 중에는 영화 ‘스타트랙’의 팬이라면 익숙할 이야기도 있다. 인류가 아직 우주 문명과 어울리기에는 기술 수준이 부족해서, 다른 외계 문명들이 우리 역사에 개입하지 않으려 의도적으로 우리를 배제하고 있다는 주장이다. 우주를 자유롭게 여행하고 누릴 수 있는 기술 수준까지 스스로 도달한 이후에야 다른 외계 문명들도 우리에게 나타나 우주 문명 멤버로 가입을 권유할 거라는 재밌는 주장이다.
여기에 더해, 겉모습의 차이가 주는 혐오감과 두려움을 넘어 다른 문명을 받아들이고 교류할 충분한 성숙함을 지니고 있는지도 우주 문명 멤버로 받아들여지는 중요한 조건이 될 것이다. 단순히 기술의 수준뿐 아니라 문명의 성숙도로 봤을 때 우리는 과연 우주 문명에 낄 수 있는 자격을 갖추고 있을까? 오늘날 지구의 모습은 이 질문에 어떤 답을 주고 있을까?
필자 지웅배는? 고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 ‘은하철도 999’를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 연세대학교 은하진화연구센터 및 근우주론연구실에서 은하들의 상호작용을 통한 진화를 연구하며, 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 하고 있다. ‘썸 타는 천문대’, ‘하루 종일 우주 생각’, ‘별, 빛의 과학’ 등의 책을 썼다.
지웅배 과학칼럼니스트
galaxy.wb.zi@gmail.com[핫클릭]
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