외계인의 존재

많은 SF 영화 속에서 우리는 다양한 우주인을 만나게 된다. <에일리언>이나 <인디펜던스데이>에 등장하는 무서운 외계인에서부터 나 <미지와의 조우>에 나오는 착한 외계인까지 인간이 상상하는 외계인은 다양하다. 과학이 발달하면서 외계인의 존재를 믿지 않는 사람은 거의 없을 것이다. 다만 그 외계인이 실제 지구로 올 수 있느냐가 논쟁거리일 뿐 외계인의 존재 자체가 의심받는 시대는 지났다.

그런데 여기서 우리가 잊고 있는 부분이 있다. 바로 우리가 그 영화 속에 등장하는 외계인이 될 수 있다는 것이다. 인류의 과학 발달 속도는 기하급수적으로 빠르게 진행되고 있다. 1957년 최초의 인공위성인 스푸트니크 1호가 발사된 지 불과 50년도 안 된 지금 인류는 축구장 두 배 크기의 우주정거장을 건설하고 있고, 인류가 만든 우주선은 이미 태양계 외곽을 벗어나고 있다.

이러한 발달 속도라면 앞으로 천 년 아니 수백 년만 지나면 인류는 영화 속에 등장하는 거대한 우주함대를 거느린 우주종족이 될 것이라는 것은 어렵지 않게 상상할 수 있다. 지구의 자원과 환경은 머지않아 모든 인류를 충족시키기에 부족할 것이다. 따라서 인간은 뛰어난 과학기술을 바탕으로 새로운 자원과 삶의 터전을 개척하기 위해 태양계를 넘어 우주로 나아갈 것이다.

또한 생명복제를 비롯한 다양한 과학기술은 인간을 서서히 생명 창조의 수준으로까지 끌어 올릴 것이다. 이런 과학의 발달은 인위적인 법이나 제도로 제한한다고 해서 막아지는 것이 아닌 것임을 우리는 역사 속의 교훈으로 충분히 예상할 수 있다. 법이나 제도는 그 시기를 늦출 수는 있어도 궁극적으로 과학 발달의 한계를 막을 수는 없다.

우리 은하계에는 태양과 같은 별이 약 2천억 개 정도 존재한다고 알려져 있다. 그리고 그 별 주위에는 지구와 같이 생명체가 살기에 적당한 행성이 최소한 수억에서 수십억 개 정도 존재할 것이라는 것도 확률적으로 충분히 예측 가능한 일이다. 과연 우리 인간의 문명 수준은 그런 외계 생명체들 속에서 어느 정도일까? 사실 이것이 가장 궁금한 점 중 하나다. 많은 사람들은 우리 인간의 과학 수준이 외계인에 비해 많이 뒤쳐져 있을 것으로 생각하고 있다.

하지만 인간의 과학기술은 확률적으로 상당히 높은 수준에 올라와 있다. 지구가 특별한 행성이 아닌 평범한 보통의 행성이라는 가정 하에 인간의 문명은 46억 년의 지구 역사 속에서 마지막 50년 동안에 우주탐사의 역사를 만들어낸 것이다. 즉, 1억 개의 지구가 존재한다면 시간적으로 그중 하나의 행성에서만이 우리 지구와 같은 수준의 문명이 존재한다는 것이다. 물론 인간 이상의 문명이 존재할 수 있는 확률도 충분히 있다. 중요한 것은 시간이다. 앞으로 수백 년에서 천 년 정도만 지구의 문명이 유지된다면 인간의 문명은 어느 외계 생명체에 비해서 결코 뒤지지 않는 엄청난 과학문명을 만들어낼 것이다. 우주에서 천 년이란 시간은 아주 짧은 시간이다.

지구 문명 발달의 열쇠는 인간 스스로가 갖고 있다. 인간이 스스로 만들어놓은 과학기술을 통해 자신의 문명을 망가트리지만 않는다면 머지않은 미래에 인간의 과학문명은 거의 완성 단계에 도달할 것이다. 전쟁이나 인간이 만들어내는 새로운 질병이 지구를 망치지 않는다면 말이다. 물론 외계에서 들어오는 소행성이나 혜성과의 충돌 같은 거대한 재앙이 없다면 시간이 모든 것을 해결해줄 것이다.


우주여행 가능한가?

우리는 영화 속에서 우주선들이 지구 밖의 다른 별들까지 여행하는 장면을 많이 보게 된다. 별과 별 사이의 거리는 빛의 속도로 여행을 하더라도 몇 년 이상이 걸리는 먼 거리다. 현재 인간이 만든 우주선들은 시속 4만km의 속도로 우주를 비행하고 있다. 이렇게 빠른 속도로 우주를 날더라도 가장 가까운 별인 센타우루스 자리의 알파별까지 비행하는 데는 10만 년 가까운 시간이 걸린다. 수천, 수만 광년 떨어져 있는 우리 은하의 다른 별까지의 비행은 감히 상상할 수도 없는 거리다. 물론 수백만 광년 이상 떨어져 있는 외계 은하들의 경우는 단지 바라보는 것으로 만족할 수밖에 없는 세계일 것이다.

그렇다면 과연 우주여행은 가능할 것인가? 먼저 SF 영화 속의 장면들을 생각해보자. 영화 속에 등장하는 먼 거리의 다른 별까지의 여행 방법에는 크게 두 가지가 있다. 하나는 광속 여행이다. 빛의 속도나 그에 가까운 속도로 우주를 날아서 외계의 별까지 가는 방법이다. 또 하나의 방법은 워프(Warp)라고 하는 순간적인 공간이동이다. 워프는 웜홀과 같은 왜곡된 우주공간을 통해 순간적으로 다른 세계로 이동하는 방법이다.

고속도로에서 차를 타고 달릴 때 땅에서는 아무리 액셀러레이터를 밟아도 어느 정도 이상의 속도가 나지 않는다. 또한 액셀러레이터를 밟지 않으면 서서히 속도는 줄어들게 되어 있다. 하지만 우주는 지구와 달리 중력이나 공기 저항에 의한 마찰력이 없는 곳이다. 따라서 액셀러레이터를 밟을수록 속도가 늘어난다. 즉, 우주선이 추진을 하면 할수록 속도가 늘어난다는 말이다. 따라서 우주선에 연료가 충분하고, 계속해서 속도를 높인다면 언젠가는 광속에 가까운 속도를 낼 수 있을 것이다. 광속에 도달할 때까지의 시간이 오래 걸린다는 것과 그때까지의 연료가 충분해야 한다는 문제를 제외하고는 광속 비행이 불가능한 것은 아니다. 따라서 광속 비행은 먼 미래에 충분히 가능한 우주여행 방법이 될 수 있을 것이다.

워프에 대해서도 생각해보자. 웜홀은 블랙홀과 블랙홀 사이에 존재할 수 있는 상상의 터널이다. 수학적으로는 존재가 증명되었지만 실제로 우주에 존재하는지는 확인할 수 없다. 또한 존재한다고 하더라도 그 수명이 극히 짧은 것으로 예상되고 있다. 문제는 웜홀을 통과하기 위해서는 블랙홀로 들어가야 한다는 것이다. 블랙홀이라는 세계는 지구 전체를 손톱만한 크기로 압축하는 힘을 가진 곳이다. 과연 인간의 우주선이 그 속으로 들어가서 반대편 블랙홀로 나오는 것이 가능할 것인가? 그것은 현대과학의 상식으로는 불가능한 일이다. 블랙홀 반대편에 화이트홀이 있다는 것은 만화 속에서만 가능한 상상이기 때문이다. 블랙홀로 들어간 물질은 질량만 남아서 블랙홀의 중심에 모이기 때문에 상상하는 것처럼 쉽게 블랙홀을 빠져나올 수 없다. 물론 지구 가까운 곳에 블랙홀이나 웜홀이 존재하지 않는 것도 문제일 것이다.

더 생각해볼 수 있는 것은 인간의 모든 정보를 팩스처럼 우주공간에 전파로 날려 보내고 그 전파에서 받은 정보를 통해 반대쪽에서 다시 인간을 복원하는 방법이다. 그러나 이 방법도 빛의 속도를 넘지 못한다는 것과 인간의 정신 정보까지도 디지털 신호로 바꿀 수 있을지에 대한 해답이 없는 이상 불가능하다. 여러 가지 가능성으로 볼 때 현재까지 가장 가능성이 다른 별로의 여행 방법은 광속에 가까운 우주선을 만드는 방법일 뿐이다.


UFO는 외계인의 우주선이 아니다.

여러 곳에서 강연을 해보면 UFO를 외계인의 우주선쯤으로 생각하는 사람들이 상당수 있음을 알 수 있다. 로스웰사건이나 미스터리서클 등 보통의 상식으로 믿어지지 않는 사건들 역시 외계인의 활동으로 생각하는 사람들도 꽤 있다. 하지만 이해되지 않는다고 해서 그것을 외계인의 증거로 간주해서는 곤란하다. 가장 잘못된 생각 중의 하나가 UFO가 외계인의 선봉대이고 그들의 사전 조사 후에 더 많은 외계인이 나타날 수 있다는 생각이다.

여기서 다시 한 번 먼 우주를 여행하는 방법에 대해 생각해보자. 앞에서 우주를 여행하기 위해서는 광속으로 비행을 하는 것이 가장 가능성 있는 방법이라는 말했다. 그렇다면 광속으로 비행을 하게 되면 어떤 일이 벌어질까?

아인슈타인 박사의 상대성이론에 따르면 빛의 속도에 근접한 속도로 이동을 하면 늙지 않고 다른 별 근처에 갈 수 있다. 빛의 속도 정도로 움직이는 물체의 시간은 아주 느리게 간다. 따라서 수백, 수천 광년 거리도 몇 년, 아니 몇 달 정도의 시간에 갈 수 있다. 하지만 여기서 말하는 시간은 그 우주선의 시간일 뿐이다. 우주선 속의 시간이 느리게 갈 뿐이지 실제로 그 우주선이 출발한 행성의 시간은 정상적으로 흐른다. 즉, 외계의 어느 행성에서 아주 발달한 우주여행 기술을 가진 우주인들이 수백 광년 걸려서 지구까지 왔다고 했을 때, 그 우주선이 자신이 출발했던 시대의 동료들과 다시 연락할 방법은 없다. 이미 출발한 행성의 시간은 수백 년 이상 지난 후이기 때문이다.

물론 수천, 수만 광년 떨어진 행성에서 온 외계인이라면 그 시간의 차이는 더 크다. 어느 생명체의 수명이 수천 년이나 수만 년 이상이라고 해도 수천 년 전에 떠난 동료를 기억하는 것은 쉽지 않을 것이다. 그럼 여기서 좀더 자세하게 상대성이론에 대해 알아보기로 하자. 상대성이론에는 일반상대성이론과 특수상대성이론이 있다. 두 이론은 서로 별개의 이론으로 시간과 공간에 대한 설명을 하고 있다.

그중에서 먼저 속도에 따라 시간이 다르게 흐른다는 특수상대성이론에 대해 알아보자. 이것은 빠르게 움직일수록 시간이 느리게 간다는 이론이다. 빠르게 움직이는 시스템 속에서는 모든 물질의 움직임이 느려진다. 정지해 있을 때는 상하 운동을 했을 경우 아래 위로만 움직이기 때문에 최단 거리를 움직이게 된다. 빛이 일정한 거리에 있는 거울에 반사해서 돌아올 때까지의 시간을 1초라고 생각해보자. 움직이지 않는 시스템 속에서는 빛은 최단거리를 이동해서 시간을 재게 된다. 하지만 시스템이 빛의 속도에 가깝게 빠르게 움직일 때는 상하 운동을 했을 때보다 실제로 빛이 앞으로 이동한 거리만큼 더 많은 거리를 움직인 후에 1초라는 시간이 흐르게 된다. 따라서 빠르게 움직이는 시스템 속에서는 정지했을 때보다 같은 움직임을 하는 데 많은 거리를 가야 하고, 그만큼 1초의 간격이 늘어나게 된다. 즉 정지해 있을 때에 비해 빛의 속도에 가깝게 빠르게 움직일 때는 시간이 느리게 간다는 것이다. 그리고 그 움직임의 속도가 빛의 속도가 되면 움직이는 거리가 무한대가 되기 때문에 시간이 정지하게 되는 것이다. 따라서 빛의 속도에 가깝게 빠르게 날아가는 우주선을 타고 가면 그 우주선의 시간은 원래 출발한 곳에 비해 엄청 느리게 가게 된다.

이러한 현상은 <혹성탈출>이라는 영화에 잘 나타나 있다. 영화 속에서 인류는 드디어 광속에 가까운 우주선을 만들어 우주탐사에 나서게 된다. 그런데 우주인들이 우주탐사를 마치고 지구로 귀환했을 때 지구는 이미 수천 년이 지난 후였고, 인류는 핵전쟁으로 문명을 잃어버리고 유인원들이 지배하는 세계로 바뀌어져 있다. 광속에 가깝게 빠르게 움직였던 우주인들이 느꼈던 수 년의 시간은 지구 시간으로는 수천 년의 시간과 같은 것이었다.

하지만 다른 영화 속에서는 특수상대성이론이 제대로 표현되지 못하고 있다. <스타워즈>와 같이 잘 알려진 영화 속에서도 광속 비행을 한 후에 원래의 출발지로 다시 돌아왔을 때 시간 지연의 효과는 전혀 나타나지 않고 있다. 이런 류의 영화는 흥행에는 성공했을지 몰라도 과학적인 면에서는 상당한 오류를 범하고 있다.

특수상대성이론 때문에 별이나 행성마다 시간이 모두 같을 수가 없다. 먼저 지구의 움직임을 생각해보자. 우리는 평소에 느낄 수 없지만 지구는 매우 빠른 속도로 움직이고 있다. 지구는 약 0.5km/초의 속도로 자전을 하고 있다. 그리고 공전을 하는 속도는 약 30km/초다. 하지만 이보다 더 빠른 움직임은 태양계 자체가 은하의 중심을 공전하는 속도이다. 이 속도는 약 220km/초이다. 지구의 움직임은 생각만 해도 아찔할 정도로 빠른 것이다. 하지만 우리는 그 빠른 속도를 느낄 수 없다. 지구가 움직이는 이 속도는 거의 힘을 받지 않는 일정한 속도이기 때문이다. 따라서 이렇게 빠르게 움직이는 지구 위에 있어도 우리는 그 속도를 느끼지 못하고 있는 것이다. 만약 다른 별이나 행성이 지구보다 느리거나 빠르게 움직인다면 그곳의 시간의 흐름은 지구와 같지 않을 것이다. 빠르게 움직이는 행성에서는 지구보다 시간이 느리게 갈 것이고, 반대로 느리게 움직이는 행성에서는 지구보다 시간의 진행이 빨라진다.

이번에는 일반상대성이론에 대해 알아보자. 중력에 따라 시간이 다르게 간다는 것이 바로 일반상대성이론이다. 중력이 공간을 휘어지게 한다는 말은 한번쯤 들어보았을 것이다. 따라서 이 휘어진 공간으로 인해 시간은 정상적인 공간에 비해 느리게 간다. 휘어짐의 정도가 심하면 심할수록 시간의 지연 효과는 커지게 된다. 지구와 달의 시계를 비교해보면 지구의 중력이 세기 때문에 지구의 시계가 달의 시계보다 느리게 간다. 중력이 어느 한계 이상 강해져서 시간이 멈추어 버리게 되는 곳이 바로 블랙홀이다.

생명체가 살 수 있는 조건은 적당한 온도와 적당한 중력이다. 따라서 외계인이 사는 곳도 태양과 같은 별은 될 수 없고, 지구와 비슷한 행성이어야 할 것이다. 앞에서 본 것처럼 속도와 중력이 틀리면 시간도 다르게 흐른다. 우주가 아무리 넓고 별이 아무리 많더라도 실제 같은 공간 같은 시간 속에서 함께 살고 있는 사람들만이 우리들의 이웃이고 우리들이 접촉할 수 있는 대상이라는 것을 알 수 있다.

결국 우리가 외계인을 만날 수 있는 확률보다는 인간이 앞으로 수백 년 이상 후에 우주여행을 하는 우주인이 될 수 있는 확률이 훨씬 더 크다. 그리고 이제 우리는 서서히 좋은 우주인이 되기 위한 준비를 시작해야 할 때이다. 우리 후손들이 다른 문명이나 생명체에 결코 해가 되는 나쁜 외계인이 되지 않고, 우주 역사에 보탬이 되는 생명체가 되기를 바라면서 말이다.