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최근 CNN은 금성의 두꺼운 산성 구름에 '지구 생명체를 의미하는 가스인 포스핀'이 포함되어 있다는 사실이 밝혀졌다고 보도했습니다. 금성의 대기에서도 또 다른 특수 가스인 암모니아가 발견되었습니다. 포스핀과 암모니아는 모두 외계 행성에 있는 생명체의 지표로 간주되며, 이 발견은 금성에 생명체가 존재한다는 추측을 촉발시켰습니다.

그렇다면 우주에 우리는 혼자일까요?

다음 내용은 원문을 요약, 수정한 『천문학의 궁극적 질문: 우리는 누구이며, 어디서 왔고, 어디로 갈 것인가』에서 발췌한 것입니다. 기사에 사용된 그림은 이 책에서 발췌한 것입니다. 출판사의 허가를 받아 게시되었습니다.

"천문학의 궁극적인 질문: 우리는 누구이며, 어디서 왔고, 어디로 가는가", [미국] Neil deGrasse Tyson [미국] James Tryfield, Fu Lei, Hu Fanghao 및 Wang Ke Chao 번역, 2023년 7월 Jiangsu Phoenix Science and Technology Press 판.

"생명이란 무엇인가", "우리는 혼자인가?"와 같은 질문에 대답하려는 사람은 필연적으로 자신의 지식에 의해 제한될 것입니다. 우리가 알고 있거나 지금까지 연구한 생명의 주요 범주는 지구에만 존재합니다. 그러나 외계 행성의 생명체는 이전에 관찰된 것과는 다르게 보이고 기능할 수 있으며, 그곳에서 생명체를 계속 탐색하려면 근시안적인 경향을 인정해야 합니다.

오래 전, DNA 염기서열 분석과 기타 생명공학이 출현하기 전에 우리는 생명을 식물과 동물이라는 두 가지 범주로 나누곤 했습니다. 그러나 우리는 나중에 이 행성에 존재하는 단세포 생물과 다세포 생물의 다양성이 놀라울 정도라는 것을 알게 되었습니다. 그럼에도 불구하고, 동물, 식물, 원생생물, 균류, 고세균 및 박테리아를 포함하여 지구상에 알려진 모든 생명체는 공통된 기본 화학 구조를 공유합니다. 즉, 모두 탄소 원자를 골격으로 구성되어 있습니다. 따라서 사람들이 모든 생명체가 이런 식으로 구조화되어야 한다고 생각하는 것은 이해할 수 있습니다. 모든 생명체는 우리 세계의 생명체와 마찬가지로 탄소 기반입니다.

헐리우드 공상과학 영화에서 외계인은 주로 인간형의 모습으로 등장하는데, 이는 자기선호 경향을 보인다. 외계인은 왜 인간처럼 치아, 어깨, 손가락을 가져야합니까? 게다가 외계인은 왜 지구상의 식물이나 동물처럼 보여야 할까요? 우주의 외계인이 우리와 대장균보다 훨씬 더 다르다면, 외계 생명체는 어떤 모습일까요?

우리는 혼자입니까? 인간의 본성은 우리로 하여금 위를 바라보고 생각하게 만듭니다.

우리와는 다른 두 가지 생명 발달 방식

우리와는 다른 두 가지 생명 발달 방식을 함께 살펴보겠습니다.

생명체는 탄소 원자가 아닌 다른 원자에 기반을 두고 있을 수도 있습니다. SF 작가들 사이에서 인기 있는 한 가지 예는 실리콘 기반 생명체입니다.

실리콘은 전자 구조가 탄소와 유사하기 때문에 탄소의 매력적인 대안입니다.

주기율표에서 탄소 바로 아래에 위치하므로 4개의 다른 원자와 화학적으로 결합할 수도 있습니다. 이는 DNA와 같은 복잡한 분자를 만드는 데 유용한 특성입니다. 그러나 실리콘 결합은 탄소 결합보다 강한 경향이 있어 복잡한 분자를 형성할 가능성이 적고 따라서 복잡한 생명체가 형성될 가능성도 적습니다.

우리가 알고 있는 것과는 달리 생명체가 발달하는 두 번째 방법은 생명체가 물로 만들어지지 않은 액체 환경에서 출현했을 수 있다는 것입니다. 우리는 물로 만들어지지 않은 호수가 존재하는 곳을 적어도 한 곳 이상 알고 있습니다. 토성의 가장 큰 달인 타이탄은 태양계에서 표면에 액체가 흐르는 것으로 알려진 유일한 행성입니다. 앞서 언급했듯이, 타이탄 표면의 영하 180도 환경에서는 액체 메탄과 에탄 호수가 극까지 확장됩니다. 이에 비해 지구상에서 기록된 가장 추운 기온(남극 대륙에서 측정)은 섭씨 영하 89도입니다.

타이탄의 극도로 추운 환경과는 대조적으로, 표면이 녹은 암석으로 덮여 있고, 이글거리는 용광로에서 생명체가 번성하는 외계 행성을 상상할 수도 있습니다. 우리는 이렇게 극한의 온도에서 어떤 복잡한 화학 반응이 일어나는지 알 수 없으며, 거기에는 전혀 예상치 못한 무언가가 발견되기를 기다리고 있을 수도 있습니다.

외계 행성 55 게자리 e의 예술적 렌더링. 이 별은 모별에 매우 가깝게 공전하고 조석 고정되어 있으므로 모별을 향한 표면 전체가 끓는 마그마로 덮여 있을 가능성이 높습니다.

지금까지 우리는 화학적 선호라고 부르는 화학 반응에 기초한 생명만을 고려했습니다. 그러나 상상력이 풍부한 과학자들은 전기장과 자기장의 상호 작용이나 성간 구름의 먼지 알갱이 사이의 정전기력과 같이 완전히 다른 생명체의 복잡한 구조를 추측해 왔습니다. 이런 형태의 삶은 어떤 모습일까요? 우리가 무뎌진 인간의 감각으로 그것들을 인식할 수 있다면, 가장 열린 마음을 가진 사상가를 제외한 모든 사람은 그것들을 이해하지 못할 수도 있습니다.

우주 전역의 셀 수 없이 많은 외계 행성에서 가능한 다양한 생명체 형태는 생명체가 지능이 있건 없건 간에 지구에만 존재하는 것이 아니며 생명체가 다른 곳에서 나타났더라도 존재할 수 없다는 설득력 있는 증거를 제공합니다. 있을 법하지 않은, 드문 사건.

우리 인간이 자신을 혼자라고 생각하는 것을 좋아하지 않는다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 오래 전에 우리는 하늘에 신, 악마, 외계인 등 존재를 배치했습니다. 우리의 상상력은 무한합니다.

생명의 잠재적인 보금자리로서의 태양의 광채가 사라지고 있습니다

20세기가 되어서야 우리는 다른 생명에 대한 우리의 믿음을 테스트하기 위해 과학을 사용할 수 있는 기술을 갖게 되었습니다. 18세기에 일부 천문학자들은 태양에 탄소 기반 생명체가 있을 수 있다고 생각했습니다. 물론, 이 존재들은 태양의 뜨거운 표면에 사는 것이 아니라, 자신이 존재해야 한다고 믿는 태양의 단단한 내부에 살고 있습니다. 어떤 사람들은 망원경을 올바른 방향으로 향하게 하면 흑점을 통해 아래 사람이 사는 마을을 볼 수 있다고 상상하기도 했습니다. 결국, 그 당시 우리는 물리학의 한 분야인 열역학을 마스터하거나 이해하지 못했습니다. 열역학에 따르면 외부가 끓을 때 발생하는 열은 그 안에 있는 모든 마을을 증발시킨다고 합니다.

시간이 지나면서 생명의 잠재적 보금자리로서의 태양의 광채는 사라졌지만, 다른 이상한 생각들이 떠올랐습니다. 예를 들어, 1837년 영국인 토마스 딕(Thomas Dick)은 "천상의 풍경" 또는 "행성계가 밝혀낸 기적, 신의 완전성과 세계의 다양성을 설명하는"이라는 과장된 제목의 책을 ​​출판했습니다. 이 책에서 그는 토성의 고리에 사는 인간을 찾을 수 있다고 주장합니다.

허버트 조지 웰스(Herbert George Wells)의 1901년 소설 "The First Menin the Moon"과 1964년 동명의 영화에서 달 위의 인간은 표면 아래에서 곤충과 같은 달 사람들을 만났습니다.

20세기 초까지 많은 사람들은 여전히 ​​달, 화성, 금성에 생명체가 있다고 믿었습니다. 예를 들어, 1901년에 초기 작품인 우주 전쟁으로 가장 잘 알려진 작가 Welles는 숨쉴 수 있는 대기를 찾아 달로 여행을 떠난 영국 신사가 셀레늄 인간(Selenium Man)이라고 부르는 남자를 만나는 이야기를 들려주었습니다. 셀레나이트 종족의 이야기. 이 믿음은 미국의 유명한 천문학자 퍼시벌 로웰(Percival Lowell)이 자신의 화성 관찰에 관한 책을 출판하기 시작했을 때 권위를 얻었습니다. 로웰은 붉은 행성을 극지방에서 적도까지 물을 운반하는 운하망이 있는 죽어가는 문명의 본거지로 상상했는데, 이는 화성의 생명체에 대한 또 다른 잃어버린 생각이었습니다.

오늘날 우리는 생명체(미생물일 가능성이 가장 높음)가 유로파와 같은 달의 지하 바다에서 발견될 가능성이 가장 높으며 화성 표면 아래 대수층에도 희미한 희망이 있다는 것을 알고 있습니다.

생명을 연구하는 과학자들은 자신의 분야에 고유한 장애물 속에서 연구해야 합니다. 공개적으로 우리는 지구의 생물 다양성을 축하하지만, 개인적으로는 모든 것이 단일한 기원, 단일한 생명체 사례로 거슬러 올라갈 수 있다는 사실을 한탄합니다.

태양계에는 지구와 비교하고 대조할 수 있는 구형 물체가 100개 이상 있는데, 지구는 그 중 하나일 뿐입니다. 덧붙여서, 이것이 우리 대학에서 지질학과가 그토록 드물어진 이유입니다. 그들은 행성 과학과로 진화했습니다.

그러나 생물학자들은 그런 사치를 누리지 못합니다. 지구상의 모든 생명체는 DNA 분자에 의해 제어되는 동일한 화학적 작용을 가지고 있으며, 이는 우리 모두가 수십억 년 전에 지구의 바다에서 출현한 하나의 원시 전구 세포에서 진화했음을 분명히 합니다.

이것이 왜 중요합니까? 당신이 본 유일한 수생 생물이 금붕어였다고 상상해 보십시오. 그러면 모든 수생 생물은 담수를 선호하고 식물과 곤충을 먹는 주황색 척추동물이라고 가정할 것입니다. 어느 날 처음으로 해변에 가서 백상아리, 해파리, 게를 본다고 상상해 보세요. 수중 생물에 대해 알고 있는 모든 것을 재평가해야 하며, 그래야만 해양 및 담수 생물학이 등장하게 됩니다.

캘리포니아 외계 지능 탐사 연구소(SETI)가 운영하는 앨런 망원경 배열(ATA)은 태양계 너머 지적 생명체의 흔적을 찾기 위해 계속해서 하늘 측량을 실시하고 있습니다.

우리의 인생관은 어떻게 바뀔까요?

만약 다른 생명체를 발견한다면 생명을 바라보는 우리의 관점은 어떻게 변할까요?

첫째, 지구상의 모든 생명체는 탄소 원자가 액체 물 환경에서 결합하는 화학적 과정을 포함합니다. 이 장의 나머지 부분에서 살펴보겠지만, 외계 생명체에 관한 거의 모든 생각은 이 특성이 우리가 그곳에서 발견하는 모든 생명체에 존재한다고 가정합니다. 이것이 앞서 언급한 금붕어에서 파생된 관점이다.

다른 수중 생물을 본 적이 없는 사람이 외계 생명체를 상상하는 것은 금붕어를 기반으로 합니다. 그들은 물속에 생명체가 어떻게 존재할 수 있는지 상상할 수 있을지 모르지만, 새우, 산호의 일종, 50톤 고래를 상상하고 찾는 데에는 더 많은 정보와 시간, 특히 상상력이 필요합니다. 인간에게는 정보가 부족할 때 편견이나 선호가 생기기 쉽습니다. 다른 곳에서 생명을 발견하면 우리는 이러한 편견의 근원을 버리게 될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.

·탄소 선호: 생명체는 반드시 탄소 원자에 의존하는가? SF 작가들과 진지한 과학자들 모두 실리콘과 기타 원자를 기반으로 한 생명체에 대해 생각해 왔습니다.

·물 선호: 생명 형성 과정을 지원할 수 있는 유일한 액체는 물입니까? 암모니아와 액체 메탄은 다른 가능성 중 하나이며 화학자들은 우리가 때때로 뜨거운 수영장 주변에서 냄새를 맡는 썩은 계란 냄새를 담당하는 가스인 황화수소를 최종 후보로 선정했습니다.

·표면 선호: 생명체가 행성 표면에서만 진화할 수 있습니까? 목성과 토성의 위성과 같은 태양계의 많은 장소에서 대부분의 액체 물은 표면이 아닌 지하 바다에 있습니다. 그리고, 거대 가스 행성의 대기 속에서 생명체가 완전히 진화하고 번성할 수 있을까요?

· 항성 선호: 별을 공전하는 행성에서만 생명체가 발생할 수 있습니까? 결국, 계산에 따르면 별 주위를 도는 행성보다 은하계와 그 너머를 떠도는 소위 불량 행성이 더 많을 수 있습니다. 별을 에너지원으로 삼지 않고도 생명이 발전할 수 있을까요? 행성 내부의 방사성 열이 햇빛을 대체할 수 있을까요?

· 화학 선호도: 우리는 반드시 질문해야 합니다. 인생은 반드시 화학을 기반으로 해야 합니까? 생명체가 에너지 흐름을 필요로 한다면, 일부 이론적인 계산에 따르면 전기장과 자기장의 상호 작용은 일반적으로 생명체와 관련된 복잡성 수준을 발전시킬 수 있습니다.

모든 선호에 대해 의문을 제기하는 것은 새롭고 점점 더 놀라운 삶의 패턴을 열어준다는 것은 당연한 일입니다. 어디서부터 시작하시겠습니까?

초기 지구의 화산, 생명이 없는 표면은 태양계의 다른 곳에서 생명의 기본 성분을 가져온 혜성과 유성에 의해 정기적으로 폭격을 받았습니다.

대규모 검색 프로젝트를 구현할 계획이라면 원하는 것이 무엇인지 정확히 아는 것이 도움이 됩니다.

사람들은 종종 외계 생명체 탐색과 외계 문명 탐색을 혼동하므로 사고 실험부터 시작해 보겠습니다. 외계인 방문객들은 지구 역사상 서로 다른 시기에 우리 행성을 어떻게 보았을까요?

처음 5억 년 동안 지구는 지적 생명체는커녕 생명도 없는, 뜨겁고 공기가 없는 공간에 떠 있는 구체였습니다.

앞으로 30억년 정도 동안 지구는 녹색 점액이 떠다니는 세계가 될 것입니다. 떠다니는 비교적 단순한 미생물은 햇빛으로부터 에너지를 얻습니다. 이 세상에는 생명이 있지만, 그들은 분명히 우리가 지능이라고 부르는 것을 아직 갖고 있지 않습니다.

지난 수억 년 중 어느 시점에, 외계인 방문객들은 더 복잡한 생명체를 발견했을 것입니다. 그들이 언제 지적 생명체의 문턱을 넘을 수 있는지는 여러분이 지적 생명체라고 생각하는 것이 무엇인지에 달려 있습니다. 벌레입니까, 물고기입니까? 아니면 공룡, 영장류, 고양이일까요?

외계 사회학은 은하계 전역의 지적 생명체를 고려해야 하며, 스타워즈의 우주 바는 외계 사회학의 완벽한 예입니다.

지능의 정의에 대한 막연한 논쟁에 빠져들기보다는, 우리가 지금까지 외계 행성에서 생명체를 어떻게 탐색해왔는지 살펴보고 이를 지적 생명체를 탐색하는 방식과 비교해 보겠습니다.

우리는 기본적으로스펙트럼우주생물학자들이 생체특징이라고 부르는 것, 즉 행성 대기의 생물학적 유기체에 의해 생성되는 분자를 찾는 방법을 배우십시오. 이 분자에는 광합성으로 인한 산소와 혐기성 미생물에 의해 생성된 메탄이 포함됩니다. 그러나 이 접근법에는 문제가 있습니다. 이러한 분자는 표준 화학 및 광물학적 공정을 통해서도 생산될 수 있습니다. 예를 들어, 우리는 태양에서 나오는 자외선이 대기 중의 물 분자를 분해하여 생명체가 관여하지 않고도 산소 분자를 생성할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 현재 우리가 우주의 지적 생명체를 탐지할 수 있는 유일한 방법은 외계 행성에서 의도적이든 비의도적이든 방출되는 전자기 신호를 찾는 것인데, 이는 우리가 지적 생명체를 전파 망원경을 만들 수 있는 능력을 가진 것으로 정의한다는 의미입니다. 이는 또한 우리가 지적 생명체에 대한 우리 자신의 정의를 사용한다면 200만년 전 호모 하빌리스 시대부터 19세기까지의 인류 역사의 오랜 기간이 외계 관찰자에게 보이지 않을 것임을 의미합니다. 이 계산에 따르면 다세포 유기체, 즉 복잡한 생명체는 약 10억년 전에 나타났습니다. 이 계산에 따르면 무선 신호를 방출하는 능력으로 정의되는 지적 생명체는 지구상의 복잡한 생명체 역사에서 약 0.00001%의 작은 부분만을 차지합니다.

스트로마톨라이트는 여기 호주에서 볼 수 있듯이 원시 미생물에 의해 만들어진 생물학적 퇴적 구조물입니다. 지금은 드물지만 이를 형성한 미생물은 35억년 전에 지구상에서 가장 지배적인 생명체였습니다.

우리가 가지고 있는 제한된 데이터를 바탕으로 지구 너머에는 지적 생명체가 없다고 가정하는 것이 공정합니까?

우리가 화성에 탐사선을 보내 표면을 돌아다니며 데이터를 수집했지만, 과학자들은 여전히 ​​화성에 미생물이 존재하는지 여부에 대해 논쟁을 벌이고 있습니다. 즉, 우리가 지금 알고 있는 바에 따르면, 우리는 녹색 끈끈이 떠다니는 행성이 많이 있고 그 행성 중 일부에는 공룡이 살고 있지만 그 어느 것도 우리에게 무선 신호를 보내지 않거나 최소한 우리가 보내는 어떤 신호도 보내지 않는 은하계에 살고 있을 수 있습니다. 감지할 수 있습니다.

원저자/미국인] Neil deGrasse Tyson [미국인] James Tryfield

발췌/헤예

편집자/장진

서론 교정/양리