[과학입문] 우주를 어떻게 알 수 있는거지

과학하고 앉아있네 2 - 외계 문명과 UFO는 있다? 없다? ㅣ 스낵 사이언스 Snack Science 시리즈 2
원종우.이명현 지음 / 동아시아 / 2015년 1월

과학하고 앉아있네는 과학전문팟캐스트의 방송을 책으로 엮은 것이다. 과학에 관심이 있는 일반 대중을 대상으로 하는 의미있는 작업이다. 그 중에서 과학과사람들 팟캐스트의 터줏대감이라 할 수 있는 이명현박사와 함께 우주에 대해 이야기해본다.

지구에서는 우주의 신호를 찾기 위해 노력한다. 전파를 찾기 위해서 왜 전파일까? 

빛이라는 게 우리 눈에 보이는 걸 이야기하지만 좀 더 구체적으로는 눈에 볼 수 있다는 뜻의 가시광선을 말하는 거죠. 수백만년 동안 인류라는 종이 자연에 적응을 해오면서 지구상에서 어떠한 것을 감지하고, 정보를 얻기에 가장 좋은 영역이 가시광선이었기 때문에 우리는 거기에 적합하게 진화한 거죠. 빛은 다른 말로 바꾸면 전자기파인데, 그 전자기파 안에는 가시광선과 전파라는 것이 있고, 자외선, 적외선, 이런 것들도 있어요. 파장의 크기에 따라 다른 이름이 붙은 건데요, 가시광선은 파장이 짧다면, 전파는 파장의 길이가 길어요. 파장의 길이가 길면 어떤 장점이 있나면, 짧은 것은 장애물 통과가 어렵지만 파장이 긴 전파는 장애물을 그냥 넘어간다는 거죠. 그래서 멀리까지 갈 수 있으면서, 또 가장 속도가 빠른 1초에 30킬로미터나 가는 빛이니까 빨리 정보를 보내면서도 방해하는 장애물들이 있더라도 성큼성큼 뛰어넘어 우리에게 온다는 거죠. (21쪽)

그 전파를 찾기 위해 전파망원경을 사용한다. 케플러 망원경등이 대표적이다.

핸드폰은 우리가 전화벨 소리가 울려서 귀에다 대고 소리를 듣는 기계라고 생각하지만, 사실은 그 속에 전파를 송신하고 수신하는 장치가 들어 있어요. 전파라는 건 빛의 일종인데, 눈에는 보이지 않는 파장이 긴 빛을 전파라 하거든요. ... 핸드폰의 경우를 보자면 송신을 누르면 여러분들의 목소리가 그 속에서 전파 신호로 바뀌어 중계소로 날아가지요. 중계소에서 그것을 다른 사람의 핸드폰에 전달하면, 다른 사람의 핸드폰에서 그 신호를 받아서 다시 소리로 바꿔 여러분의 귀로 전달하는 거거든요. 그러니까 여러분들이 가지고 있는 조그만 핸드폰들은 아주 작은 전파망원경이라고 얘기할 수 있죠. 그런데 천문학자들은 외계인으로부터 오는 전파를 받아야 되는데, ... 전파망원경은 엄청나게 큰 핸드폰이라고 생각하시면 됩니다.(12쪽)

이 책의 미덕이다. 이제 이야기하려는 전파에 대한 이야기가 이해가 간다. 그래서 그 전파를 위해 디지털, 수학적 패턴이 필요한 것이다. 즉 수학을 통해 외계와 신호를 주고 받는 것이다.

그러니까 기본적인 생각을 해보는 거죠. 자연계가 아닌, 문명을 가진 사회에서 빠져나가는 신호들은 어떤 패턴들이 있을 텐데, 가만히 생각해보면 텔레비전을 볼 때도 우리가 2차원 화면에서 보잖아요. 그런데 그게 어떻게 들어오는가를 생각해보면, 우리는 모르고 보지만 시간에 따라 일렬로 들어오는 신호를 화면에 뿌려주는 거에요. 행드폰도 마찬가지로 전파 신호를 소리로 바꿔주는 것이고요. 그렇게 들어오는 신호들은 0과1로 조합되어 있는 디지털로 된 신호들이 들어오는 것이기 때문에, 기본적으로 우리가 어떤 신호를 외계인에게 보낸다거나 받는다거나 할 때는 그런 방식으로 받게 되거든요. 그래서 그것을 받아서 처리하고, 또 그것을 배열하는 과정이 있기 때문에 결국은 수학적 마인드, 수학적인 테크놀로지, 수학적인 기반이 있어야 한다는 거죠. (26쪽)

외계의 신호를 받기 위해 많은 기술을 동원하고 있지만, 지구 역시 외계로 전파를 통해 신호를 내보내고 있다. 그렇게 지구와 비슷한 행성을 찾고 있고, 물이 있는, 생명의 기원을 찾고 있다. 물론 한계는 있다. 우리가 알고 있는 생명체가 탄소를 기반으로 하다보니 물, 탄소 등을 중심으로 찾고 있는...

우리는 기본적으로 탄소라고 하는 원소 주위에 어떤 다른 원소들이 붙어서 분자를 형성하고, 그런 분자를 기반으로 한 세포로 형성된 생명체인데, 다른 별에서는 전혀 다른 경로로 생명체가 생겼을 수도 있잖아요. 그런데 문제는 전 우주에서 우리가 알고 있는 생명체는 오로지 지구의 생명체밖에 없는 거에요. 그리고 지구생명체는 전부 탄소 기반 생명체* 로 이루어져 있거든요. 그러니까 어게 지구 중심적인 사고방식이긴 하지만 아직은 대안이 없죠. 만약에 화성에서 탄소가 아니라 실리콘을 기반으로 한 생명체가  발견된다고 하면 우리의 인식 범위를 확장시킬 수 있겠지만, 지금은 어쩔 수 없이 지구 생명체와 유사한 것을 찾는 데 집중하는 것 훨씬 더 논리적이라고 생각하죠.(37쪽)

만약 외계인이 발견된다면 외계인은 어떤 모습일까?

우리는 외계인이 굉장히 다를 거라고 생각하지만, 사실 지적 생명체가 존재할 수 있는 범위는 생각보다 굉장히 좁다는 거에요. 그래서 늘 지구라는 환경조건을 가정해요. 지구와 거의 비슷한 유사 행성을 찾겠다는 거고, 그런 행성을 집중적으로 관측하는 것이죠.

....

눈은 우리가 2개를 갖고 있잖아요. 눈은 최소 2개가 필요할 것 같아요. 그래야 멀고 가까운 원근을 구분하니까요. 눈이 10개 정도 된다면 좋을 것 같지만, 그러면 정보가 많아서 뇌가 커져야 하거든요. 그러면 정보처리 때문에 에너지를 많이 쓰고, 그러자면 또 많이 먹어야 하죠. 그렇다면 생존에 유리하지 않잖아요. 그러니까 눈은 많아봐야 3개 정도일 거고, 결국 우리랑 비슷할 거죠. 다리도 한 100개쯤 되면 좋겠다 싶지만, 그걸 다 제어하려면 뇌가 터져버릴 거 아니에요? 적정하게 효율적으로 적응해서 잘 수 있으려면 비슷한 외양으로 진화할 수 밖에 없지 않을까 생각하는 거죠. ... 그래서 실제로 지구와 비슷한 환경 속에 사는 생명체를 찾는다면 우리와 그다지 다르지 않을 것이다 하는 생각을 하는 거에요.(39쪽) 

이런 기본적인 개념부터 시작해서 스타트렉 이야기라던지 우주선은 어떻게 움직이는 지 등에 대한 내용들이 잘 설명된다.

과학하고 앉아있네 2권을 읽었다. 왠지 똑똑해지는 느낌이 든다.

관련 강의