케플러-47c : 타투인 행성의 형제

 

 케플러-47c 


 

 

타투인(스타워즈 : 새로운 희망)



케플러-47c는 스타워즈의 타투인 행성과 몇 가지 유사한 특징을 가지고 있음


타투인 행성에 대해 간략히 소개하자면




 

 

타투인 행성은 루크 스카이워커의 고향이자


 

 

 

사막과 같은 환경을 하고 있고


 

 

 

2개의 태양이 뜨는  행성임


 

 

 

 

케플러-47c은 2012년에 발견된 따끈따끈한 행성인데, 


지구에서 약 5000광년 떨어져있다고 함 ㅋㅋㅋ 존나 머노


케플러-47c는 케플러-47이라는 쌍성계에 속해있는 행성임


쌍성계에 속해있으니 당연히 2개의 태양이 뜬다고 한다


근데 타투인 행성과 한가지 다른 점이 있다면


사람이 살 수 없는 가스 행성이라는 점임



엔셀라두스 : 호스 행성의 쌍둥이


 

 

엔셀라두스


 

 

               호스 행성(스타워즈: 제국의 역습)



엔셀라두스는 스타워즈의 호스 행성과 유사한 환경을 가지고 있음


간략히 설명 ㄱㄱ


 

 

 

호스 행성은 얼음으로 뒤덮힌 존나 추운 행성으로

 

 

 

톤톤이라는  탈것을 타고 돌아댕기는 곳임


 

 

 

 

그리고 호스 전투로 유명한 곳 


다들 어릴때 한번쯤은 본 적 있지 않나?


 

 

 

 

엔셀라두스는 토성의 위성으로 호스 행성과 같이 존나 추운곳


남극에 저온 화산 활동이 포착된다고 하는데,


이게 뭐냐면 위 짤에서 보는 것처럼 용암 대신에 물을 내뿜는 거임


저기 보이는 흰색 줄기같은게 물줄기


이 물들은 추운 환경때문에 다시 눈으로 내린다고 함


이 눈들이 쌓여서 약 100미터 깊이를 이루고 있음.


 

 

그리고 신기한건 엔셀라두스의 약한 중력때문에


눈의 입자가 몇 마이크론 밖에 안된다는 거 


따라서 AT-AT 워커가 이곳을 걷게되면 금새 눈 속에 파묻혀 가라앉을거임 ㅋㅋㅋ



          유로파 : 마이지토 행성 축소판

 

              유로파


 

 

               마이지토 행성(스타워즈 에피소드 3)



목성의 위성인 유로파는 스타워즈의 마이지토 행성과 유사함


 

마이지토 행성은 매우 춥고, 지질 활동이 멈춰서 척박한 환경을 가지고 있지만


발전한 도시가 있음


 

 

 

 

               또, 제다이 키아디문디가 자기 클론 부대한테 배신당하고 죽은 곳


 

 

 

 

유로파 역시 얼음으로 뒤엎힌 표면과


크레이터 자국이 없고, 매끈한 표면을 하고 있음


 

 

 

그리고 지상으로 10미터 정도 날카롭게 얼음이 돌출돼있는 환경도 찾아볼 수 있음


한가지 다른 점은 마이지토와는 달리 지질 활동을 하고 있다는 거


근데, 언젠가는 이 지질 활동도 멈추는 날이 올거고


그러면 마이지토와 더 흡사한 환경이 될 것으로 추측됨



케플러-86c : 구름 도시 실사판

 

 케플러-86


 

         베스핀



케플러-86c는 스타워즈의 가스 거대 혹성인 베스핀과 유사함


가스 거대 혹성은 목성이나 토성같이 존나 큰 가스 행성을 말함

 

 

 

베스핀에는 독성 가스 한 가운데 떠있는 구름 도시가 있음


구름 도시는 산소층에 위치하고 있어서 생물이 살 수 있다는 설정



 

 

 

케플러-86c도 베스핀과 같이 생물이 생존 가능한 지역이 있다고 함


케플러-86c의 생물 생존가능성에는 몇 가지 이유가 있음


우선, 케플러-86c는 항성과 적정한 거리를 유지하고 있어서


생물이 타서 죽지도, 얼어 죽지도 않음


 

 

 

또, 사이아노박테리아가 생존 가능한 곳임


사이아노박테리아들은 광합성을 통해서 에너지를 얻는데,


이 과정에서 산소가 부산물로 배출됨 ㅋㅋㅋ


따라서 사이아노박테리아가 많다면 산소 걱정은 ㄴㄴ


이 행성은 지구로부터 약 1200광년 떨어져있는데,


우리가 이 행성에 도달할 수 있을 정도의 기술력을 가진다면


공중에 떠있는 도시를 건설하는 건 시간 문제임



         화성 : 지오노시스 행성의 쌍둥이

 

 

      화성


 

 

 

지오노시스 행성(스타워즈 에피소드 2: 클론의 습격)



화성은 스타워즈의 지오노시스와 흡사한 환경을 가지고 있음

 

 

         지오노시스에는 황량한 사막이 펼쳐져있고


         지오노시스에는 갑작스런 홍수로 깍여져나간 협곡도 엄청 많음


 

 

지오노시스에는 파리같이 생긴 생물체가 살고 있음


이렇게 생긴 외계인이 대화 요청해오면 엄청 징그럽겟다...


 

 

 

지오노시스 전투로도 유명한 곳


지오노시스는 직경 12000킬로미터로 화성의 2배 정도


 

 

 

화성과 지오노시스는 비슷한 수분 함유량을 가지고 있음


화성은 2퍼, 지오노시스는 5퍼


따라서 두 행성 모두 척박한 사막이 펼쳐져 있는거



        6.지구 : 앨더란 2.0 ver

 

 

          지구


 

 

 

 

 

         앨더란 행성



         지구는 스타워즈의 앨더란 행성과 비슷함



 

 

 

앨더란 행성은 레이아 공주의 고향


 

 

 

ㅋㅋㅋ 근데 영화에 나온건 아주 잠깐임


폭발하기 직전에 잠깐 나오고 데스스타에 의해서 산산조각 나버림ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ


지구랑 비슷하게 구름, 바다, 땅이 보임


앨더란도 24시간의 자전 주기와 365일의 공전 주기를 가지고 있고


직경 12500킬로미터에 하나의 위성을 가지고 있음


지구랑 그냥 판박이



미마스 : 데스스타 코스플레이어


 

 

미마스



 

 

           데스스타



미마스는 1789년에 윌리엄 허쉘에 의해 발견된, 토성의 위성


이 괴상망측한 행성은 지구로부터 12억 킬로미터 떨어져있음


또, 커다란 크레이터 자국 때문에 스타워즈의 데스스타와 굉장히 비슷해 보임 


 

 

 

 

데스스타는 플래닛 킬러로 유명한 행성


데스스타에 탑재된 슈퍼레이저로 단 한방에 지구 박살 가능 ㅋㅋㅋ


 

 

 

영화에서 2개가 만들어졌는데, 둘 다 파괴됨


데스스타 1 직경은 160킬로미터 정도고, 데스스타 2는 900킬로미터 정도


미마스는 397 킬로미터 정도로 딱 중간 정도


 

 

미마스의 모습은 베일에 가려져 있다가


1980년 비로소 보이저 1호랑 2호가 지나가면서 사진을 찍어서 밝혀짐


그로부터 3년 있다가 스타워즈가 개봉함 ㅋㅋㅋ 여기서 감흥을 얻은듯?


신기한건 데스스타 1의 슈퍼레이저 크기랑 미마스에 있는 존나 큰 크레이터 크기가 비율적으로 비슷함ㅋㅋㅋ



          UCF-1.01 : 또 다른 무스타파

           

 

          UCF-1.01


 

 

 

무스타파는 오비완과 아나킨이 최후의 결전을 벌이는 곳임


이 장면 기억나노?


사방에서 마그마가 튀는 위험한 곳



 

 

 

무스타파 행성과 비슷한 환경을 가진 곳은 많아


예를 들어, 목성의 위성인 로(lo), 케플러-78b 등이 있는데,


얘네들보다 무스타파와 더 유사한 환경을 가진 놈이 있다고 함


바로 UCF-1.01이라는 녀석


UCF-1.01은 직경 8400킬로미터로 무스타파의 2배 정도 크기



      케플러-22b : 카미노 행성 복사판

 

 

     케플러-22b


 

    카미노 행성(스타워즈: 클론의 습격)



케플러-22b는 스타워즈의 카미노 행성과 흡사함


 

 

카미노 행성은 폭풍 행성으로도 불리는데, 


그 이유가 행성 전체가 물로 뒤덮혀 있고, 거센 파도가 몰아치기 때문


설정상으로는 급격한 기후 변화로 다량의 물이 대륙을 뒤덮어서 만들어진 행성이래



 

 

 

카미노 행성에는 고도의 기술을 가진 카미노인들이 사는데,


 

 

 

이들은 파도 위에 주거용 팟을 만들어서 살고 있음


또, 카미노인들은 클론 복제 기술로 굉장히 유명함


 

 

 

케플러-62e나 GJ-1214b, 55Cancri Ae같이 물로 뒤덮힌 행성들은 많으나


그 중에서 케플러-22b가 카미노 행성과 가장 유사하다고 함


케플러-22b는 지구에서 약 600광년 떨어져있다고 함


케플러-22b는 카미노 행성보다 33퍼센트 가량 더 크다고 함


케플러-22b는 모항성과의 거리가 적당해서 생물이 생존할 수 있다고 함


 


이렇게 별이 빛나는 밤이면 사람들은 무언가를 느끼곤 하지, 

대부분은 말할 것도 없이 우주의 광대한 크기에 놀라거나 그 아름다움에 빠져들게 되지. 나같은 경우는 넋놓고 30분동안 정신줄을 놓게돼.

각자마다 느끼는게 있을꺼야, 물리학자 엔리코 페르미 자신도 느꼈어 : 다들 어디에 있는걸까?


별이 무수한 밤은 정말 어마어마하게 커보여. 하지만 알아두어야 할 것이 뭐냐면, 우리가 바라보는 이 웅장함은 그저 우리 주변에 있는 별들이 다야. 밤에 구름 한점이 없고 아무리 밝아봤자 최대 별 2500개 밖에 보지 못해. 그런데 우리 은하에만 약 백만개의 별이 있고..

또 1000광년 범위내(밀키웨이의 1/100 정도)의 별들밖에 보질 못해.


 

 

사진에서 보이는 저 코딱지 만한 범위내의 별들만 볼 수 있어..


별과 은하에 대한 주제에 대해서 논할때는, 항상 이 질문이 사람들을 감질나게 해,

"우리말고 다른 지적 생명체들이 저 멀리 존재하는가?" 일단 숫자들을 고려해보자..


현재 "관측 가능한 우주의 은하의 갯수는 우리 은하에 있는 별들의 갯수와 대략 동일해 (100~400백만개) 다른 말로 이 거대한 밀키웨이 별들 한개마다 은하 한개가 존재한다고 보면 돼. 

숫자들을 통틀어 본다면, 대략 10,000,000,000,000,000,000,000개(10의 22승 개)~ 1,000,000,000,000,000,000,000,000개(10의 24승 개)개의 별들이 존재해. 지구에 있는 모래알갱이 하나마다 1만개의 별들이 존재한다고 생각해봐. 아 참고로 이 별들의 숫자는 말했듯이 오로직 "관측가능한 우주"에서의 별들이야..


 

사진에서 나타내는 관측 가능한 우주..



그렇게 많고 많은 별들 중에 과연 몇퍼센트의 별들이 지구의 태양(비슷한 크기, 온도, 밝기)과 비슷할 것인가에 대한 논은 아직까지 과학의 세계에서는 논쟁이 많아. 대부분 학자들은 5~20퍼센트정도일 것이라고 추측하고 있어. 그러면 한번 추측한 퍼센트중 제일 낮은 5퍼센트를 10,000,000,000,000,000,000,000개라는 어마어마한 숫자에 넣고 계산을 해보자.

그럼 약 5000 억개의 별들이 태양과 비슷하다고 보면 되는데, 이 어마어마한 숫자의 태양들 중에서 약 22퍼센트가 지구처럼 비슷한 온도와, 물이 존재할 수 있고, 또 생명이 존재할 가능성이 있는 행성들을 궤도에 두고있어. 그 뜻은 관측가능한 우주의 별들중 약 1퍼센트 혹은 약 1000억개의 별들이 지구처럼 비슷한 온도를 가지고 있으며 생명을 꾸릴 수 있는 환경을 가지고 있다고 보면돼, 다른말로 지구에 있는 모래알갱이 하나마다 100개의 지구같은 별들이(이제부터 그냥 지구별이라고 짧게씀)존재한다는 말이야.


이 후로부터는 완전 투기적이야만 이야기를 진행을 할 수 있어..

몇억년동안 존재한 지구별들중의 대충 1퍼센트에서 생명체들이 솟아난다고 상상을 해보자, .. 만약 그 외계생명체들의 지능레벨이 현재 지구에 있는 생명체들의 레벨과 비슷하게 진화되어 왔다면 적어도 1경개의 지적문명이 관측 가능한 우주에 존재한다고 예상을 할 수 있어. 다시 말해 우리 은하에만 10억개의 지구별이 존재하고, 적어도 10만개의 지적문명이 존재한다고 추정 할 수 있어.

 

 

 

SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence)는 지적 외계생명체들의 신호수신을 위해 헌신을 다하는 단체야. 

만약 우리 은하에 10만개의 외계 지적문명이 존재한다는 추정이 맞다고 치고, 그들 중에서 극 소수만이 다른 문명에게 접촉하려고 전파나 레이저빔등을 보낸다고 치자..그럼 SETI의 위성수신안테나가 신호를 받아야 하는게 정상 아닐까?


아니, 아직까지 단한번도 외계신호를 받은 적이 없어 

그럼  왜 SETI에서는 위에 계산한 것 처럼 그렇게 셀 수 없이 많은 무수한 외계문명중 단 한명에게서도 단한번의 메세지를 받지 못한걸까?  


다들 어디에 있는거지?

정말 이 우주에서는 우리밖에 살고 있지 않은걸까?


우리 태양은 우주의 나이에 비하면 비교적 어린 편이야. 이 우주에는 나이가 더 많은 별들과 지구별들이 존재해. 이론적으로 보자면 이들의 문명이 아마 우리 문명보다 훨씬더 발전을 했겠지?

예를들어 80억년이 넘은 가상의 지구별 Planet X와 45억년이 넘은 지구를 비교해보자


 

 

 

X행성이 지구와 동일한 사건들을 겪었다고 가정하고, 한번 그들의 문명은 오늘날 어디까지 갔을지 한번 보도록 하자.


 

(주황색 부분은 초록색이 나타낸 간격이 시간상 얼마나 긴지 나타내기 위해서 썼음)


고작 1,000년 앞 선 오늘날의 기술과 지식이 중세시대 사람에게 엄청난 충격을 주는데, 100만년을 넘은 문명을 우리 인간들이 이해하려는건 마치 침팬지들이 

우리 사회를 이해하려고 하는거랑 바를바가 없을꺼야..근데 100만년도 아니고 35억년 앞서있다고 감히 상상을 해봐.


우주 문명의 단계를 나타내는, 카르다쇼프 척도라고 아마 천문학 일게이들은 들어봤을꺼야...

이 척도는 한 지능문명의 에너지 소비율을 이용해서 총 3 단계로 분리하는데. 


1단계 문명은 자신들이 살고 있는 행성들의 에너지를 모두 소비할 수 있는 능력을 가지고 있어. 우린 아직 1단계는 아니야, 하지만 가깝다고 할 수 있지.

미국의 천문학자, 칼 세이건의 계산에 의하면 우리는 현재 0.7 단계 문명이라 보면돼.


2단계 문명은 자신들의 호스트 행성들(태양)의 에너지를 전부 추출해서 사용해. 1단계 문명도 아닌 우리 머리로는 그런게 어떻게 가능한지 모르겠지만, 현재로서 우리 상상으로 이해할 수 있는건 다이슨구(별을 감싸서 그 별의 에너지를 사용한다는 개념의 인공 구조물) 뿐이야


3단계 문명은 1, 2 단계를 완전 씹어먹는데, 이들은 우리은하인 밀키웨이의 에너지를 전부 소비할 능력이 될 정도야. 완전 개소리 같지? 

위해 언급했던 X행성은 무려 35억년이나 앞서 있어. 만약 이 행성의 문명이 우리문명과 비슷하고 3단계까지 살아남았다고 가정한다면, 아마 이들은 인터스텔라 여행, 혹은 성간여행은 이미 완전하게 익힌지 오래고 은하들을 식민지화 시키고 다니는건 가능하다고 봐도 무방하지..


은하계 식민지화 어떻게 가능한가에대한 한 추측에 의하면 기계들을 다른 행성들을 보내서, 500년동안 그 행성들의 원자재들 이용해 자신을 두번 복제하고, 복제된 2 기계들은 다른 행성에 가서 자신들을 또 복제하고, 이런식으로 계속 진행을 하게되면, 375만년안에 은하계 식민지화가 가능해. 길어보일지는 몰라도 몇10억년에 비하면 몇백년은 상당히 짧은 시간이지.. 


 

 

 

만약...10만명의 지적문명들 중 단 1퍼센트가 3단계까지 살아남았다고 추정을 한다면 적어도 우리 은하에만 1000개의 3단계 문명들이 존재하게 돼.

그런데 그렇게 강력한 문명이면..그들의 존재가 현저하게 느껴저야 되는게 당연한거 아닐까? 근데 왜 아직도 우린 그들을 발견하거나 듣지 못했을까?

왜 아무도 우릴 방문하지 않는걸까? 


그래서 다들 어디에 있는걸까? 


여기서부터 페르미역설에 대해 설명할게. 이 역설에 대한 명확한 답변이 없는 건 사실이야. 최선의 방법은 가능성있어보이는 설명들을 풀어놓는게 전부야.

과학자들 10명에게 어느게 맞냐고 물어보면 아마 각자 다른 답변을 줄꺼야. 왜 우리 조상들 보면 지구가 태양주위를 자전하는지 우주전체가 지구주변을 도는지 논쟁하거나 번개가 그리스 신화에 나오는 번개의 신 제우스에 의해 생긴줄 알고 그랬잖아. 음 그게,  슬픈현실이긴한데 이 주제에 대해선 우리가 지금 딱 그 수준이야.


우선 페르미역설에대한 설명들을 제시하기 전에 이 들을 2단계, 3단계 문명은 존재하지 않는다는 설명2단계, 3단계 문명은 존재한다는 설명 이렇게 크게 두 가지 카테고리로 나누기로 할게. 







설명그룹 1 : 2~3단계 문명은 존재 하지 않기 때문에 그들에 대한 흔적이 없는 것이다.

수학적으로 계산한 결과에 의하면 1000개의 3단계 문명이 우리 은하에 존재하는데, 왜 우리는 아직까지 어떠한 흔적조차 볼 수 잆는걸까? 분명 수학에서 빠진 공식이 있어..그게 무엇일까?

그룹 1에 속하는 사람들은 Great Filter 라는 이론을 지지하고 있어

로빈핸슨의 거대한필터 이론에 의하면 거의, 아니 모든 생물체들은 어떠한 벽에 부딛히게돼.

생명체가 진화과정을 겪으면서 언젠가 극악적으로 넘기 어렵거나 불가능한 단계에 이르게 되는데 이게 바로 거대한필터라는 거야.


 그럼 만약 이 이론이 사실이라면, 이 거대한필터가 언제쯤 나타나는 걸까?

흠...이게 인류운명에 대한 질문이라면,,심각하게 고려해봐야 할꺼같은데, 거대한필터가 언제나타나냐에 따라 다르지만, 아마 우리는

희귀하거나, 첫번째거나, 아님 큰일난거지..



 

 

1. 우리는 희귀하다 (이미 거대한필터는 지나감)

이미 거대한필터는 지나갔고 우리는 엄청나게 희귀한 지적생명체인거야

 이런 상황이라면 왜 아직까지 3단계 문명이 없는지 설명을 가능해. 우리는 아주 극적인 예외인거지, 겉으로 보자면 500년전 지구가 우주의 중심이라고 떠들면서 우리는 특별하다고 떠들고 다니던 과학자들과 다를바 없어.. 하지만 관찰선택효과에 따르면 자신의 희귀성을 숙고하는 생물체들은 본질적으로 이미 지적생명체에 포함돼. 물론 그게 사실인지는 모르지만..

만약 우리가 정말로 특별하다면, 과연 어떤 단계에서 거대한필터를 넘어가게 된걸까?


 

 

 

가능성 I : 거대한필터는 애시당초 생명이 시작되기전 첫 단계 일 수 있다. 생명이 시작되는건 극도로 드문일이다..

 지구에서 생명체들이 존재하기까지 몇십억년이 걸렸어, 그리고 수많은 과학자들이 생명의 시작을 모사하기 실험을 수도 없이 했는데, 아직 아무도 성공하지 못했어. 만약 이 생명의 첫시작앞에 거대한필터가 문을 막고 있다면 지적생명체는 커녕 생명체 자체가 존재가 없어야지 정상이지..


 

 

 

가능성 II : 거대한필터는 원핵생물에서 진핵생물의 진화과정사이에 있었을 수 있다.

  원핵생물이 존재하기 시작한 후로부터 약 20억년뒤에서나 복잡하고 싸인핵을 가진 진핵생물로 진화를 하기 시작했어. 만약 이 과정이 거대한필터였다면, 우주는 원핵생물로만 득실거린다는 말이 돼..


물론 다른 가능성들도 존재해, 원숭이에서 인간이 되는 과정이 거대한 필터라던지..

대부분의 진화과정은 거대한필터 후보에 오르지 못해. 생명체들은 몇십억분의 일의 확률로 거대한 필터를 뛰어넘어야 하는데, 단세포생물에서 다세포생물로 진화하는 과정같은 경우는 이미 지구에서만 46번이나 나타났어. 또 만약 화성에서 우리가 화석화된 진핵생물체를 발견하게 된다면, 가능성 I과 II도 마찬가지로 거대한필터후보에 오르지 못해. 그렇게 극악적인 확률이 옆동네에서도 나타난다는건 거의 불가능하거나, 이 가능성이 틀린거겠지..




 2. 우리가 첫번째이다.

 또다른 희망은 우리가 이제 첫 시작이라는 거야. 빅뱅 이후로 우주는 지적생명체들이 살 수 있는 환경이 됬고, 다른 외계생명체들과 같이 우리는 서서히 2~3단계 문명으로 거슬로 올라가는 거지. 우리가  지적생명체들의 첫걸음인거야. 


 이러한 주장을 지원하는 현상은 먼 은하계에서 퍼지고 있는 막대한양의 감마레이들이야. 지구에서 몇 백만년동안 운석이 쏫아지고, 화산이 폭팔하고, 사라지고나서 생명들이 탄생했던거처럼, 우주가 존재했던 기간중 첫 큰 부분은 대변동과 근처에 있는 종종 그 당시 존재했을지도 모르는 생물체들이 진화도 하기전에 녹여버리는 감마레이가 진동을 했어.. 

아마 지금, 우리는 우주에서 생물들이 별다른 방해없이 오랬동안 진화를 하는 단계에 있는 것 일지도 모르지



 

 

3. 우린 큰일났다. (거대한필터는 다가오고 있음)

 이런경우는 우린 희귀하거나 첫번째도 아니야. 거대한필터는 가다오는 미래에서 기다리고 있을꺼라 생각하는 사람들도 적지는 않아.

그 뜻은 다른 외계 지적생명들도 여기까지는 다들 진화를 하지만 그 이후로는 거대한 필터가 진화를 막는다는 거지. 물론 예외도 있겠지, 하지만 과연 

우리가 예외가 될 가능성은 얼마나 있을까?

가능성의 하나는 자연재해야. 아까 언급했던 감마레이, 유감스럽게도 아직 완전하게 멈춘게 아니고, 언제 우리를 지워버릴지는 시간문제야. 다른 가능성은

지적문명들은 자신들의 기술이 어느정도 레벨을 뛰어넘을정도로 진화를 하면 되면 결국 서로를 파멸로 이끈다는 거지..(핵, 전쟁)


옥스포드 대학교의 철학자, 닉 보스트롬이 이런말을 했어 "No News is good news." 

화성에서 아주단순한라도 생명체를 발견을 하게되면, 그건 정말 끔찍할꺼야, 왜냐면 그 뜻은 곳 거대한 필터가 이미 지나간게 아니라는게 되버리니깐.. 만약 화성에서 화석화된 복합접생물을 발견이라도 하게된다면, 그는 아마 역사상 가장 최악의 뉴스일거라고 해. 왜니면 그 뜻은 거대한 필터가 거의 다 왔다는게 되버리니깐.. 

생각해봐 아까말했듯이 거대한필터를 통과하는 생명체들은 극소수야..생명체 시작점에서 거대한필터가 있었다면, 확률상 화성에는 어떠한 생명체도 발견되서는 안돼.


설명그룹 2 : 2단계 3단계 지적문명은 존재한다, 그들에게서 왜 아무소식도 못들었는지 타당한 근거가 있다.

이 그룹에 속해 있는 자들은 우리들의 지능, 행성, 행성계, 그리고 은하는 증명되지 않는한 다른 것들과 별다르지 않다고 믿어. 또 이들은 외계 지적생물에 대한 증거가 없다는 이유로 외계인이 존재하지 않다는 것에 대해서도 반대하지. 왜냐면 지구에서 전달하는 신호는 100광년밖에 뻣질 못하기 해(우리 은하에 0.1%정도 거리)

 그들도 설명그룹 1과 같이 여러가지 설명을 제시하는데 10가지만 써보도록 할께


 

 

 

가능성 1 :  고지능생명체는 이미 지구를 방문 했을 수 있다, 하지만 인류문명이 시작하기 훨씬 전에.

지각을 지닌 인간은 고작 5만년밖에 존재하지 않았어, 아주 짧은 시작이지. 만약 그전에 외계 생명체들이 방문을 했다면, 고작 다른 동물들 겁주기외에는 전부지...

좀 더 나아가서 5500년전에 기록된 역사자료에 의하면 고대사냥부족들이 외계인들과 접촉이 있었을 가능성이 있어.


 

 

가능성 2 : 이미 은하계는 식민지화되버림, 우리는 그저 그 사실을 모를뿐

캐나다 북부에서 이뉴잇족들은 자기들의 대륙이 유럽인들에 의해 점령되고 있다는 사실을 거의 나중에야 알게 되었어. 우리보다 뛰어난 고 지능생명체들은 아마 은하계에서 지구가 있는 곳은 시골이나 그저 딱히 점령할 가치가 없는 곳인것이 아닐까?


 

 

 

가능성 3 : 우리보다 뛰어난 생명체들에게 물리적 식민지 점령은 그저 쓸때없는 일

 아까 위에 언급된 2단계 문명기억나? 그러한 지능과 능력을 가진 자들이라면, 죽음, 고통, 요구, 욕망에서 벗어난 자기들만의 완벽한 세계를 만들었을 지도 몰라. 아마 그들은 놀랄만한 방법으로 자원과 에너지를 절약할 수 있는 방법을 개발했겠지. 뭐하러 차갑고, 텅텅비고, 어두운 우주를 나가고 싶겠어? 이미 필요한건 다 있는데.

좀 더 나아가 보자면, 오래전 이미 자신들의 신체구조와 뇌구조를 지배하고, 가상현실에서 영원하고 행복한 삶을 즐기는 이들에게는 물리적인 세계를 원시적인 세상으로 볼지도 몰라. 


 

 

 

가능성 4 : 약탈 외계문명이 존재하며, 지적문명 외계인들은 자신들의 위치를 노출하지 않으려고 신호를 보내지 않는다.

좀 불편한 가능성이기는 하지만, 왜 SETI방송 안테나에서 왜 신호를 수신받지 못하는 이유를 설명이 가능해. 또 이 뜻은 곳 현재 우주로 신호를 보내는 우리들은 상당히 무식하다는 소리야. 스티븐 호킹슨이 말하길 만약 외계인이 지구를 방문한다면, 결과는 콜럼버스가 아메리카 신대륙에 처음 방문했을때와 똑같을 것이라고 해. 

이 것은마치 사자나 곰이 있을 수 있는 밀림속에서 소리를 질러 자신의 위치를 노출하는 거랑 똑같해


 

 

가능성 5 : 막강한 약탈 외계문명이 존재하며, 이들은 우리보다 훨씬 더 발전했으며, 자신들 외에 다른 문명이 어느정도 발전을 이루면 전부 제거해버린다.

 우리는 아직 그들이 제거시킬만큼 발전하지가 않았어. 원숭이들이 서로 싸우되는데 뭐하러 자원 낭비하면서 제거하겠어? 하지만, 우리가 어느정도 발전을 하게되면 그들에게 있어서 우리는 가능성있는 위협이 돼. 이 가능성은 왜 우리가 지금까지 아무런 외계 신호를 받지 못했는지 설명할 수 있어, 어떤 문명도 그정도로 발전하기전에 다 사라저 버리니..




가능성 6 : 사실 외계신호는 우리에게 전달되고 있는데, 현대 기술로는 전혀 수신하지 못함. 

스마트폰이 대중화된 시대에 무전기들고 와서 통화하려는거랑 똑같은걸지도 몰라..아니면 외계에서의 시간개념은 지구에서의 시간개념과 다를수도 있지, 엄청 빠르거나.. 느리거나. 만약 외계인이 "안녕"이라고 인사를 하는데 12년이나 걸리면, 통신상 아마 백색소음밖에 듣지 못하겠지..

 

 

 

가능성 7: 사실 외계신호는 수신되고 있는데 정부가 숨기고 있음

말도안되는소리

 

 

 

가능성 8 : 발전된 외계문명은 우리의 존재에 대해 알고 있으며 관측하고 있음

그들에게서 지구는 국립공원처럼 아무도 건드리지 못하게 보호되고 있어, 영화 스타트렉에서 발전된 문명들이 발전하지 못하거나 덜된 문명들이 자신들의 레벨에 도달하기 전까지 접촉을 안했듯이..


 

가능성 9 : 발전된 외계문명에게 우리는 너무 원시적임..

개미굴이 있다고 가정하고 그 옆에서 우리가 고속도로를 건설한다고 상상을 해봐. 과연 개미들이 우리가 뭘 하는지 알 수나 있을까? 

우리가 X행성의 수신을 못받는게 아니라 그들이 무엇을 하는지 우리 머리로는 상상을 못하는걸 꺼야. 그들입장에서는 개미들에게 인터넷 가르치려고 하는거랑 다를바가 없겠지. 개미굴에 신경을 쓸 이유도 없겠지, 그래서 아직까지 우리한테 수신이 오지 않온 걸꺼야.


 

 

가능성 10 : 아마 처음부터 모든게 잘못됬음

지금 이 현실은 전부 거짓일 수가 있어. 이 우주는 그저 홀로그램에 불과할 수 도 있어. 아마 우리가 외계인들 일 수 도 있겠지. 아마 지구라는 곳에 내려와 실험을 하는. 아니면 영화 메트릭스처럼 이 모든것이 가상현실일 수 도 있고 


 

오늘날 가장 널리 알려진, 또 과학자들이 믿고있는 우주론 중 하나는 빅뱅이론이에요. 137억년 전 무에서 알 수 없는 폭발로 인해 급속도록 


팽창을 하여 오늘날에 이르렀다는 이론이라는 것은 어느사람들도 알법한데, 이 이론을 잠시 생각해보면 우주가 마치 끝이 있는, 


즉 유한하다는 의미를 내포하고있음을 알 수 있어요. 하나의 점에서 폭발로 커진다면 우주가 농구공크기만할 때도 반드시 존재했을 것이고, 


이 농구공 크기라는 것은 크기를 잴 수 있는거기 때문에 그당시 사람이 살았다면 유한하다고 결론내릴 수 있겠죠?


그렇지만 현재 우리는 지금의 우주가 워낙 커서 유한한지, 무한한지 그것을 가늠할 수 없는 형편이에요.


과연 진실이 밝혀지는 날이 오기는 할까요? 둘중 어느쪽이 진실일까요?

 

 

 

만약 우주가 크기를 갖고있다면, 즉 우주가 유한하다면 별에서 나온 빛은 우주를 몇 바퀴 뱅 돈 후에 우리 망원경에 도달할 수도 있어요. 두 평행한 거울이 


반복되는 상을 만든 것처럼 공간을 주기적으로 가로지르는 빛도 은하와 별의 이미지를 반복적으로 만들어내겠죠. 하지만 현재까지 이러한 


다중영상을 발견한 사례는 없어요. 그렇다고해서 우주가 무한하다는 말은 아니에요. 우주가 너무 커서 그 빛이 아직 우리 망원경에 도달하지 않은


것이라고 말할 수도 있으니까요. 이말은, 유한한 우주는 규모가 클수록 자신의 몸집이 무한대인 척 위장하기가 쉽다는뜻이겠죠.

 

 

다중영상이 보여야하지만 그러한 사례가 현재까지 없다.


만약 공간이 유한이라고 한다면, 우리는 공간이 수축되는 상황을 머릿속에서 상상해볼 수 있어요. 위에서 언급한것처럼 시간이 0에 가까웠을 때,


즉 우주가 탄생하는 그 순간에 가까웠을 때, 우주가 아주 작은 점이었다는 가정은 수학적으로 아무런 하자가 없어요. 현재 우주가 팽창하고있기 때문에


시간을 거꾸로 돌리면 수축하게 되며, 그 시간이 0에 가까워졌을 때 아주 작은 점이었다는거죠. 하지만 공간이 무한이라고 하면 얘기가 달라지죠.


지금 우주의 크기가 무한대라면 과거에도 무한대였고 미래도 무한대가 되요. 즉 우주는 과거에도 존재해왔고 앞으로도 영원히 존재할 거에요.


무한대의 우주가 오그라들면 그 안에 있는 천체는 서로 가까워지면서 밀도가 한없이 커지겠지만 그래도 공간은 여전히 무한대에요. 


무한히 큰 우주가 반으로 줄어들었다고해서 유한해질까요? 아니죠 계속 무한이죠. 1억분의 1로 줄어든다면? 그래도 여전히 무한대에요. 마찬가지로


무한히 큰 우주의 시간을 거의 0으로 되돌린다고 해도 공간은 여전히 무한대인거죠.


자 지금부터 우주가 무한하다면 가능할 일에 대해 알아보죠!

 

 

여러분들이 지금 카드놀이를 하고있다고 하죠. 트럼프 카드의 한 세트는 52장이에요. 우리는 이 카드를 매우 열심히 섞고있어요. 그렇다면 나올 수 있는


배열의 가짓수는 몇개가 될까요? 경우의 수에 대해 조금 공부한 게이들이라면 금방 그 답을 52!이라고 자신있게 대답할 수 있을거에요.


(모르는 사람들을 위해 잠시 설명하면 제일 앞에 올 수 있는 카드의 경우가 52가지, 그 다음에 올 수 있는 카드의 경우가 51가지...  중략...  마지막에 올 수 


있는 경우가 1가지 해서 52*51*50*......*2*1이지. 이를 52!(팩토리얼)이라고 불러요)


이 값을 계산하면 8*10^68이라는 어마어마한 수가 나오지만 무한히 큰 수는 아니에요. 만약 사람들이 수없이 많이 카드를 섞어서 섞은 횟수가


8*10^68번이 넘었다고하면 8*10^68+1번째 섞은 카드 배열은 이전에 만든 모든 배열 중 어느하나와 반드시 겹치게 되요. 시행횟수를 무한히 늘린다면?


각각의 경우의 수 역시 무한히 나오겠죠.


이 개념이 바로 무한우주론의 기본이자 핵심개념이라고 볼 수 있는데,

 

 

이 경우를 우리 우주에 적용시켜보죠. 무한히 큰 우주의 대부분 영역은 우리 시야를 벗어나있어요. 우리가 눈으로 볼 수 있는 우주의 크기는


반지름 약 137억광년 정도의 구야. 우주가 137억년 전에 탄생했을 때 빛이 나왔다고 하면 제아무리 멀리가봤자 137억광년이기 때문이죠.


빛이 자기 속도를 넘는 일종의 타키온같은 물질이라면 모르겠지만 일반적으로 그어떠한 물질도 빛보다 빠르게 이동할 수 없기 때문에 


우리가 볼 수 있는 영역의 한계는 반지름 137억광년의 구 정도이죠.


그래서 이 시야를 벗어나는 천체는 지구로부터 137억광년 이상 떨어진 모든 천체들이에요. 하지만 우주는 팽창하고있기 때문에 결과는 약간 달라져요.


아득히 먼 과거에 어떤 별에서 빛이 방출되어 지구를 향해 머나먼 항해를 시작하는 동안 우주는 가만히있지 않고 계속 팽창을해왔어요.

 

 

 

그렇기때문에 그 빛이 이제 막 지구에 도달했다면 그동안 우주가 팽창해서 현재 눈에 보이는것보다 훨씬 더 멀리 달아나게 되요.


이를 전문용어로 comoving distance라고하는데, 아무튼 이런식으로 계산을하게되면 우리가 볼 수 있는 우주의 크기는 자그마치 반지름이 470억광년이나 되요.


하지만 지구로부터 얼마이상 떨어진 곳은 관측할 수 없는 점은 변함없는 사실이에요. 그렇기때문에 이렇게 먼 천체들을 두고 천문학자들은


"우주지평선(cosmic horizon) 너머에 있다"고 말하죠.

 

 

하지만 이러한 점은 그 멀리있는 천체에서도 마찬가지로 일어나요. 지구에서 방출된 빛은 아직 이 우주지평선 너머로 도달하지 못했기 때문에


거기에 고등생물이 살아서 아주 멀리 떨어진 별의 행성까지 볼 수 있는 망원경을 가지고 있더라도 지구라는 것의 존재는 아예 모르겠죠. 


하지만 이 우주지평선은 단순히 눈에 보이고 안보이는 여부만 결정하는게 아니에요.


우주에 그 어떤물체도 빛보다 빠르게 진행할 수 없어. 이는 대상의 정보도 마찬가지지. 그렇기때문에 두 지점이 너무 멀리떨어져있다면


이들 사이에서는 그 어떠한 영향도 오갈 수 없어요. 즉 이 두지점에 사는 생명체는 서로에 대해 완전히 고립된 채 살아가야하죠.


 

cosmic horizon을 넘어가게 되면 상호간 정보교환이 불가능하다


우주가 매우 크지만 유한하다면 우리는 이 공간을 이러한 유한개의 버블로 나눌 수 있어요. 하지만 우주가 무한하다면?


이렇게 고립된 버블은 무한히 많게 되죠. (여기서 버블은 우리가 관측가능한 우주의 크기를 생각하면 돼.)


이러한 버블 자체는 유한한 공간을 가지고있어요. 그렇기 때문에 이 유한한 공간에서 생길 수 있는 물질 배열의 조합 역시 엄청나게 크지만 그 값은


유한한 값이죠.(엄밀하게 따지기 위해서는 양자역학까지 들어가야하지만 그러면 너무 머리가 아플거에요.)


위에서 살펴본 트럼프카드의 배열과 같이 나올수 있는 경우의 수는 유한한데, 시행 횟수가 무한히 많아지게 되면 각각의 경우는


무한히 나오게 되지요. 즉 무한개의 버블들이 서로 충분한 거리를 두고 반복적으로 배치가 되면 그 개수는 무한하기 때문에 입자배열이 완전히


동일한 버블이 반드시 나오게 되요. 바로 이것이 우주가 무한하다고 했을 때 우리가 내릴 수 있는 결론이에요. 이 버블을 가리켜 평행우주라고합니다.

 

 

우주가 무한하다면 이러한 버블은 무수히 많게된다.


우리가 살고 있는 이 버블에 배열될 수 있는 입자의 가짓수는 약 10^(10^120)개 정도라고 해요. 1 다음에 0이 10^120개 붙어있는 어마어마하게 큰 수죠.


따라서 이 무한한 우주에 지금 시간에 잉여롭게 코를 후비면서 낄낄대는 자신은 대략 10^(10^120)*940억광년 떨어진 저 먼 우주에 동일하게 존재하는거에요.
.


하지만 이는 이 버블의 크기가 현재 관측가능한 우주의 크기와 완전히 동일했을 때의 경우이고, 이 버블의 크기를 우리 태양계 만하게 축소시키면


더 가까운 곳에서 우리를 볼 수 있어요. 이러한 우주는 10^(10^100)*940억광년마다 있어요.

 

 

어떤 우주의 지구에서는 고리가 달려있을지도 모른다.


시간이 흐르게 되면 관측가능한 우주의 크기는 점차 커지게 되요. 그만큼 빛이 멀리 나아갔기 때문이죠. 그렇게되면 인접한 두 버블은 겹쳐질 수도 있는데,


이렇게 되면 두 버블은 더이상 고립된 세계가 아니에요. 평행우주가 평행관계를 유지하지 못하고 하나로 합쳐지는거지. 하지만 이런 경우에도


우리는 동일한 결론을 내릴 수 있어요.


이 버블의 간격을 조금 더 넓히면 그만이죠. 그렇게된다 쳐도 우주는 무한히 크기 때문에 이들을 수용하는 데에는 문제가 없을 거에요. 다만 우리와


완전히 동일한 우주는 우리로부터 더 멀리 떨어지겠죠.


이밖에도 다중우주론, 홀로그램우주론, 등등 많은 우주론들이 존재합니다.

 

 

 


 

 



 

 

수많은 사람들이 우주에 지구에만 생명체가있으면 엄청난 공간낭비다!

라고 추측들을하고있는데요 이번엔 논리적으로 접근을해볼게요

 

일단 인류와 같은 고도문명체가 존재하기 위해선 주변의 여러 조건이 필요해요. 지구만 보더라도 태양과 목성, 


그리고 딱 알맞은 크기에 너무 멀지도 가깝지도 않은 거리, 등등등 여러 조건이 한데 맞물려서 현재 여러분들이이 이 글을 읽고 있는거죠.


외계행성 관련 기사나 뉴스를 보면 진짜 우리 주변에 외계생명체가 존재하고 더 나아가 인류처럼 고도화된 문명을 지닌 외계인이 있을거라고 


믿을 수도 있어요. 실제로 외계행성 전문사냥꾼이라는 타이틀을 가지는 케플러 우주망원경은 하루에도 수~수십개의 외계행성 후보자를 만들고있는데,


이 케플러가 지금까지 발견한 외계행성 수는 전체 발견의 절반에 육박하는 1천여개에 달하죠. 이중에서 지구와 환경이 흡사한 행성도


수십여개가 발견됐고. 하지만 현실은 이렇게 지구와 환경이 유사하다고 해서 인류와 같은 고도화된 문명이 나올 가능성은 높지 않아요.


1. 태양의 위치

 

나선팔과 나선팔 사이에 걸쳐있는 우리 태양계


일단 태양이 어느 은하에 속해있는지부터 타고나야하죠. 만약 우리 태양계가 별들이 하루에도 수십개씩 태어나는 성운 근처에 있다거나


나선은하의 팔부분에 위치해서 초신성이 자주 터진다면? 


솔직히 성운 근처에 있어도 주변에 태어나는 별들은 크게 위협적이지 않아요. 하지만 문제는 나선팔에 위치했을 때죠.


나선팔에는 고밀도 성운이 많아서 별이 생성됐다 하면 태양 질량의 수십배에요. 그렇기 때문에 별들의 수명도 짧아요. 


그만큼 초신성폭발이 자주일어난다는 뜻인데, 이 초신성폭발은 위력이 엄청납니다. 당장 내일이라도 폭발해도 의심할 여지가 없는 베텔기우스를 


예를 들어보죠. 베텔기우스의 수명은 현재 천만년도 안 남은 상태에요. 얘가 초신성폭발을 내일할지 21세기에 할지는 아무도 모르는 일이라는거죠.

 

      베텔기우스가 초신성폭발을 일으키면 보름달보다 더 밝아진다.


베텔기우스는 지구로부터 약 650광년정도 떨어져있는데, 얘가 만약 초신성폭발을 하게 된다면 지구의 밤하늘엔 보름달이 한달 내내 떠있게되는 꼴이 돼요.


나선팔 부근에는 수 광년 근처에서도 초신성 폭발이 일어날 수 있기 때문에 훨씬 더 심각한 피해를 끼쳐요.


참고로 태양계는 우리은하의 나선팔과 나선팔 사이에 위치해 있기 때문에 현재까지 아무탈 없었던거에요.


은하핵 근처에 있어도 문제가되요.


천문학에 관심이 약간 있는 사람들은 알다시피 대부분의 은하의 중심에는 초거대블랙홀이 존재해요. 이 초거대블랙홀은 기본적으로 태양 질량의


수백만배를 웃돌아요. 그만큼 위협적이라는 뜻이죠. 은하핵 근처에 우리 태양계가 있다면 당연히 이 초거대블랙홀의 영향을 받겠죠?


그래서 일부 학자들은 늙고 오래된 별만 존재하는 타원은하가 오히려 나선은하보다 생명이 더 수월하게 생길 수 있다고도 주장하고 있어요.


2. 태양이 공전하는 궤도

 

1번의 확률을 뚫고 우리가 나선팔과 나선팔 사이에 태양에서 지구라는 행성이 생겼다고 하죠!


이젠 태양이 공전하는 궤도가 중요한데, 만약 이 궤도가 원형이 아닌 타원형이라고 하면 나선팔과 겹치는 구간이 항상 존재하게 될거에요.


나선팔과 겹치는 구간이 존재하게 되면 1번의 조건처럼 초신성폭발로 사라질 가능성이 매우 높아지는거죠.


그렇기 때문에 나선팔과 항상 떨어져있는 원형궤도가 적당해요. 사실 우주에는 원형궤도보다는 타원형궤도가 훨씬 많아요. 


우리 태양계도 은하 중심으로 약간 타원형으로 돌고있는데 크게 문제될 정도는 아니에요.


그리고 암흑물질 때문에 은하의 중심에서 멀어져도 공전속도가 느려지지 않고 오히려 일정 수준을 유지하거나 더 빨라져서 궤도가 어느정도 원형이라면


나선팔에 진입하는 일은 드물죠.


3. 은하의 질량

   우리은하의 크기와 질량은 좋은편에 속한다. 가운데가 우리은하.


1번과 2번을 모두 만족한다고 해도 은하가 작거나 왜소하게 되면 문제가 발생해요. 은하의 세계에서도 약육강식의 법칙이 존재하기 때문이에요.


우주 관련 사진들 중에는 은하끼리 충돌하는 것도 제법 보일텐데, 3번의 조건이 바로 이 은하의 충돌이이에요.


사실 은하의 충돌은 크게 문제될건 없어요. 왜냐하면 별들 사이의 거리가 최소 수 광년이기 때문에 별들이 충돌한다든가 하는 일은 거의 발생하지 않거든요.


하지만 문제는 이렇게 은하가 충돌했을 때에요. 은하가 충돌하게 되면 경우에 따라서는 튕겨져 나갈 수도 있고 태양계가 중심의 초거대블랙홀로


빨려들어갈 수도 있죠. 또 아주 작은 은하에 속해있을 경우 큰 은하의 나선팔에 종속되어 초신성폭발로 의도치 않게 소멸당할수도있고.


그래서 은하의 질량이 만족되어야만해요. 그래야 충돌의 여파가 작기 때문이에요. 참고로 우리은하는 국부은하군 내에서는


안드로메다보다 약간 작지만 서열 2위. 은하 전체로 따져도 꿀릴게 없어요.


4. 행성의 궤도


 

극단적인 궤도를 가진 포말하우트 행성


행성의 궤도또한 매우매우 중요해요. 행성의 궤도가 만약 일그러진 타원형이라고 치면 어떻게될까? 근일점에 다가가면 너무 뜨거워서 살수가없죠


원일점에 다가가면 너무 추워서 당연히살수가없죠? 그렇기 때문에 원에 가까운 타원형이어야 해요. 지구도 원에 가까운 타원형궤도에요. 


5. 소행성 쉴드

 

소행성 쉴더인 목성.


행성이 원형궤도를 갖고있다고 해서 다 되는건 아니에요. 주변에는 위험요소가 너무 많기 때문이죠. 대표적으로는 소행성이나 혜성이 있어요.


지구같은 경우 목성이라는 거대한 혜성, 소행성 쉴더가 있어서 소행성으로 대멸종을 당한 경우는 극히 드물어요(6500만년 전 백악기의 대멸종이 유일할거야)


이 소행성 쉴더가 없으면 그 행성은 최소 수만년 마다 한 번꼴로 수km 소행성과 충돌한다는 연구결과도 있어요. 소행성이 수km만 되어도


전 지구가 피해를 입는정도는 알죠? 참고로 6500만년 전 70퍼센트 이상의 생명체가 멸종되게 만든 혜성의 크기는 직경 약 10km정도였어요.


6. 태양과 같은 적당한 크기의 항성

 

 

외계행성의 사례를 보면 태양과같은 G타입 별이 별로 없어 대부분 K나 M같은 어두운 적색왜성이 모항성인 경우가 많아요. 


별은 작을수록 오래가는데, 보통 적색왜성의 경우, 가장 안정적이라고 할 수 있는 단계인 주계열단계만 무려 수천억년에 이르죠.


이는 우리 우주의 나이보다 훨씬 길어요. 즉 거의 영원히 안정적인 빛을 내뿜는다고 할 수 있죠. 그래서 학자들이 적색왜성에서 외계행성을 찾는거고.


하지만 적색왜성에는 치명적 단점이 있어요. 바로 질량인데, 적색왜성의 경우 질량이 태양의 보통 1/3수준도 안돼요. 그렇기 때문에 


생명체가 존재할 수 있는 구간인 골디락스존도 훨씬 더 안쪽이에요. 또한 적색왜성은 작은 크기와는 달리 활발한 활동을 합니다. 그래서

 

흑점도 태양과는 비교할 수 없을정도로 많죠. 그래서 플레어 같은 현상이 훨씬 더 빈번하게 일어나요. 게다가 골디락스존이 훨씬 가까워서 보통은


수성궤도 안쪽인데, 이렇게 가까운 거리에서 태양의 플레어를 맞게 되면 대부분의 행성의 대기는 날아가버리고말죠.

 

 

그렇기 때문에 오히려 적색왜성의 경우 생명체나 고도문명이 발달할 확률이 더 낮아지는거에요.


사실 태양은 우리은하 내에서도 상위10%내에 드는 완벽한 질량을 갖고있어요. 대부분의 별은 적색왜성이죠.


별이 크면 수명이 짧기 때문에 고도문명이 발달하기 힘든 조건이라는 것은 잘 알거에요.


7. 행성의 크기

 

 

행성의 크기또한 생명체 발달과 직결되는 중요한 문제에요. 대표적으로 화성을 보면 알 수 있을거에요. 물론 화성은 크기 말고 여러 다른 조건이


복합적으로 엮여서 황무지가 됐지만, 일단 화성은 지구의 1/2정도 크기를 갖고있죠. 그래서 중력도 1/3수준이에요.


중력이 약하면 붙잡을 수 있는 대기가 줄어들죠. 대기가 약하면 생명체가 살기 그만큼 어려워져요. 타이탄의 경우로 반론을 제기할 수도 있어요.


타이탄의 경우 화성보다 약간 작은 크기이지만 대기압은 지구의 1.5배나 하는 위성이니깐. 하지만 타이탄은 태양과 거리가 너무 멀어서


표면온도가 그만큼 낮기 때문에 대기분자들의 활동성이 느려져서 더 많은 대기를 붙잡을 수 있는거에요.




이거말고도 훨씬 더 많은 조건이 있지만 대표적으로 이정도가 있다고 보면 돼요. 인류와 같은 고도문명이 발생하기 위해서는 최소 위의 7가지 조건은


만족해야하는거라는거죠. 문제는 이 조건중 하나라도 만족을 못 시키면 그 세계는 고도문명이 자라기 매우 힘든 조건이 돼버리죠.


그렇다고 해서 아예 우리 혼자라는 생각에 잠겨 우울해할 필요는 없어요. 우주는 우리 생각보다 훨씬 넓고 지구상에 존재하는 모래알의 개수보다


우주에 존재하는 별의 개수가 훨씬 더 많기 때문에 지구와 같은 고도문명이 발달할 행성이 하나쯤은 있다고 생각해요^^.(지구와의 거리가 너무 멀어


아직 연락이 못 닿은 것이라고 학자들은 생각하고있죠)


물론 위에서 언급했던것처럼 확률이 아주아주아주아주아주 낮다는걸 명심해야해해요 이상끝!.

 


 


 


 

대부분의 사람들은 죽음에 대한 막연한 공포를 가지고 있지. 죽음이란 자신의 삶이 끝나는 지점이고 그 이후의 시점에 대해서는 알 수 없기 때문에


그것에 대한 불안감과 공포가 죽음에 대한 두려움으로 나타나. 인간의 삶과 죽음은 고작 한 세기정도에 걸치지만 이는 우주적인 스케일에서 봤을 때


세발의 피도 되지 않아. 태양계의 탄생만 하더라도 1천만년 이상이 걸렸으며, 태양계가 형성되고 지금까지 무려 45억년이 넘는 세월이 지났어요.


하지만 이 45억년이라는 어마어마한 시간도 우주의 나이에 비하면 아무것도아니지. 천문학자들은 우리 우주의 나이가 대략 137억년쯤 된다고 보고있어요.


그렇다면 우리는 우주의 종말에 대해서도 생각해볼 수 있지 않을까? 이러한 호기심은 지극히 당연하고 자연스럽죠.


신화에서 묘사되는 종말.



이러한 우주의 종말은 서양의 신화에서도 종종 등장하며, 대부분은 아주 비참하게 끝나버려요. 예컨데 하늘과 땅이 무너지며 온갖 악의 무리가 나와요


온 천지를 휩쓴다는 식의 내용이에요. 어떤 신화에서는 온세상이 불길로 휩싸이거나 얼음으로 뒤덮힌다고 표현하기도 해. 신기하게도 이런 고대인들의


상상은 오늘날 천문학자들이 예견한 것과 별반 다르지 않을 것으로 보고 있어요. 지금부터 우주의 종말에 대해 알아보도록 할게요.


1. 역사

 

우주의 종말에 관한 기원을 살펴보면 위에서 언급한 것처럼 고대신화부터 시작해야하지만, 이 글에서 소개하기엔 너무 판타지적인 요소가 많기 때문에


생략하고, 정량적으로 생각한 때부터 알아보도록하죠. 


때는 흑사병이 창궐했던 유럽인데, 이 시기엔 뉴턴이라는 당대 최고 과학자가 있었어요. 그는 만유인력의 법칙을 발견했으며, 그 유명한 F=ma라는 공식으로도


유명한 사람이에요. 뉴턴은 F=ma와 만유인력의 법칙을 이용하여 이른바 '에너지 보존 법칙'을 만들었는데, 다음 부분에서 설명하겠지만 쉽게말해


'운동에너지'+'위치에너지'=일정 이라는 공식이에요. 뉴턴은 이 에너지 보존법칙을 중력을 가지고 표현해봤어요. 그러곤 심각한 결론에 도달하게 되는데,

 

 

에너지보존법칙



그의 수식은 우주가 유한하다면 우주 내의 물질도 유한하므로 자체 중력에 의해 내부로 수축하여 전 우주적 대충돌을 겪을 것이다! 라는 점을 말해주고 있었어요.


그렇기 때문에 뉴턴은 우주는 유한할 수 없다며 무한하다고 결론내렸어요.


뉴턴이 죽고난 후 얼마 지나지않아 올버스라는 천문학자는 그 유명한 올버스 역설(Olber's Paradox)을 주장하며 우주는 무한할 수 없다고 비판했어요.

 

올버스의 역설. 왜 밤하늘은 어두운가?


여기서 잠시 올버스 역설에 대해 살펴보면 다음과 같아요. 흔히 밤하늘은 왜 어두운가?라는 질문에 대한 역설로 알려져있어요.


첫 번째, 별의 밝기는 거리의 제곱에 반비례한다.

두 번째, 별의 개수는 거리의 제곱에 비례한다.

세 번째, 따라서 별의 총 밝기는 항상 일정해야 한다.(거리에 대한 요소가 약분됨)

네 번째, 시간이 지남에 따라 더 많은 별빛이 지구에 도달한다.

다섯 번째, 우주가 무한하다면 별의 개수도 무한하므로 무한한 별빛이 지구에 도달한다.

여섯 번째, 따라서 밤하늘은 낮과 같이 밝아야 한다.


바로 이 내용이 올버스의 역설이라고 불리우는 당대 최고의 난제였어요. 이 올버스 역설을 풀기 위해서 그 당시 사람들은 우주가 유한해야한다고 봐야했지만,


우주가 유한하다면 또다른 뉴턴의 문제, 즉 우주가 한 점으로 수축하여 총체적 파국을 맞이하게 되리라는 결론을 피할 수 없었어요.


이 올버스의 역설은 최근에 이르러서야 해결됐지만, 관측기술이 형편없었던 그때 당시에는 손꼽히는 난제 중 하나였죠.


시간이 지나 20세기가 되어 아인슈타인이 등장했고, 그 역시 뛰어난 천채성을 발휘하여 '특수상대성이론' 과 '일반상대성이론'을 각각 발표하였어요.

 

좌변의 세번째 항이 아인슈타인이 집어넣은 우주상수항이다.



아인슈타인의 일반상대론 역시 뉴턴의 에너지 보존법칙과 매우 흡사한 형태를 띠고있어요. 뉴턴의 식과 마찬가지로 아인슈타인의 식도


우주는 자체 물질들의 중력에 의해 수축하여 전 우주적 대충돌을 겪을 것이라는 매우 비관적인 종말을 예견하고 있었죠. 그래서 아인슈타인은


자신의 방정식에 람다(Lambda)라고 불리우는 우주상수항을 추가하여 이 위기를 모면하려고 했어요. 즉 일종의 반중력항(척력)을 넣은 셈인데, 


이렇게 자신의 식을 고친 지 얼마 지나지 않아 허블이라는 천문학자가 우주가 팽창하고 있음을 발견하여 그는 곧바로 최대의 실수(Biggest Blunder)라며


자신의 생각을 철회했어요. 그러나, 비교적 최근에는 우주가 가속팽창을 하고있음이 밝혀져 당시 아인슈타인이 제안했던 우주상수를 다시 고려하고 있었어요.


즉 아인슈타인은 두 번이나 틀린 셈이지.


바로 여기까지가 우주의 종말에 관한 기본적인 역사에요.


2. 수학적인 접근

 

오메가 파라미터.


1922년, 알렉산더 프리드만은 뉴턴이 유도했던 에너지보존법칙을 이용하여 보다 구체적으로 우주에 관한 방정식을 만들어냈는데, 천문학을 좀 해봤다


하는 사람들에게는 아주 유명한 '프리드만 방정식'이에요. 이 프리드만 방정식은 시간에 따른 허블상수의 크기변화를 보여주는데, 이 방정식에는 


하나의 수가 있어요. 우주의 종말을 점치는 상수로 불리는 이 상수는 바로 오메가(Ω)라 불리우는 상수이에요. 이 오메가는 우주의 밀도를 우주의 임계밀도로 


나눈 값인데, 우주의 밀도는 사람들의 질량부터 시작해서 눈에보이는 모든 물질과 암흑물질, 암흑에너지까지 싸그리 합친 질량을 우주의 부피로 나눈 값으로


생각하면 되요. 그리고 임계밀도란 어느 적정 단계에 있는 밀도인데, 우주의 밀도가 이 값과 일치하면 팽창도, 수축도 안하게 돼요. 즉 정적인 우주.


따라서 우주의 밀도를 임계밀도로 나눈 값은 단위가 없는 파라미터로, 0이상의 값을 가지는데,


보통 1을 기준으로 잡아요. 즉 우주의 밀도가 임계밀도와 같으면 오메가는 1이며, 임계밀도보다 작으면 0과 1사이에 위치하고 임계밀도보다 크면


1보다 큰 값을 가지게 되는거에요.

 

 

오메가의 값에 따른 우주의 미래


오메가가 0과 1 사이에 있다면 우주는 팽창을 멈추지 않으며, 1보다 크다면 우주가 어느순간 팽창을 멈추고 수축하게 돼요.


전자의 경우를 열린우주(Open Universe), 후자의 경우를 닫힌우주(Closed Universe)라고 표현하기도 해요.


열린우주는 팽창이 지속되어 결국 중력으로 구속된 우리 주변의 몇몇 은하만 남고 모조리 지평선 너머로 후퇴하여 정말 외롭게 지내는 우주가 될 거라는거죠.

 

빅 립



이 상태에서 수조년 이상 시간이 흐르게 되면 팽창속도는 쿼크의 핵력마저도 이겨버리는 수준이 되어 모든 분자들이 갈갈이 찢어버리죠.


이러한 결말을 빅 립(Big Rip)이라고 불러. 빅 립과 비슷한 말로는 빅 프리즈(Big Freeze)가 있는데,


 

 

빅 프리즈



빅 프리즈 역시 비슷한 맥락이에요. 즉, 우주가 급격히 팽창하여 평균온도가 절대영도에 이르러 모든 입자들이 활동을 멈추고 얼어버리는 의미를 가지죠.


이와 반대로 닫힌우주는 우주가 어느순간 팽창을 멈추고 수축하여 전 우주적인 대충돌을 겪는 파괴적인 결말을 가지는데,


 

 

이를 빅 크런치(Big Crunch)라고 불러. 용어에서도 알 수 있듯이 전 우주적인 대충돌이에요. 이 시기를 대략적으로 보자면, 우주가 수축함에따라


평균온도가 서서히 올라가며, 수백만도에 이르면 모든 물질은 플라즈마상태가 되어 모조리 해체돼버려. 즉 이시기에 인간이 존재한다면,


그들은 실제 지옥이 무엇인지 느낄 수 있을거에요.


3. 그렇다면 우리 우주는?

 

그렇다면 천문학자들이 예견하는 우리 우주는 저 셋 중에서 어디에 포함될까? 우선 우리 우주의 미래를 점 쳐보려면 오메가 값부터 알아내야해요.


위의 접근도 오메가 값이 어디에 속하냐에따라 해석한 것이에요. 천문학자들은 오늘날 우리 우주의 오메가가 1과 아주아주 근접해있다고 보고있어요.


그 값은 대략 1.005정도로, 거의 평평한 우주라고 보는거지만 1보다는 살짝 커요. 그래서 이 값만 따지고 봤을 때 우리 우주는 닫힌우주여야해요. 


즉 빅 크런치라는 종말을 맞이하는거에요. 하지만 실상은 정반대에요. 우주의 팽창속도가 늦춰지기는 커녕, 오히려 가속팽창을 하고있어요. 


문학자들은 이 결과에 대해 의아해했어요. 어떻게 오메가가 1보다 큰데 우주가 가속팽창을할까? 하며 말이지요. 

암흑에너지 컨셉아트



그러던 중 아인슈타인의 우주상수가 재조명 되었고, 현재 이 우주상수는 우주론에서 정말 중요한 상수중 하나가 돼버렸어요. 


우리는 우주상수항으로부터 유도되는 이러한 미지의 에너지, 즉 물질의 중력에 반대되는 반중력(척력)에 관련한 에너지를 '암흑에너지'라고 불러요.


이 암흑에너지의 밀도는 우주의 크기와는 무관하게 일정해요. 즉 에너지 자체의 크기는 부피에 비례하여 커지는거지.요 따라서 우주가 커지면 커질수록


암흑에너지 총량도 늘어나며, 결국 우주가 가속팽창을 한다는 결론을 내릴 수 있는겁니다.


 

즉 암흑에너지를 고려하게 된다면 암흑에너지는 시간이 지남에따라 그 양이 점차 커져 팽창을 더욱 가속화시킬 것이며, 우리의 우주를 닫힌우주가 아닌


열린우주의 길로 이끄는 주역이 될거에요. 따라서 우리 우주는 빅 크런치가 아닌, 빅 립 혹은 빅 프리즈 형태의 종말을 맞게 될 것이라는 것이 현재 천문학자들의


견해입니다. 우리의 미래는 이렇게 비관적이지만 아직 걱정할 단계는 아니에요^^. 이러한 빅 프리즈는 적어도 수조년은 지나야하기 때문이죠.


우리의 영원한 터전인 우주가 종말을 맞게 된다면 인류는 어떻게 될까? 인류도 이 운명을 받아들여 종말을 준비할까? 아니면 어떻게든 살기위해 몸부림을 칠까요?

 

 

 


 

 

 


 


 


 


 


 

 

 

이 광활한 우주에 현재까지는 우리 지구만이 생명체가 존재한다고 알려져 있으며 우리는 이 작디작은 지구에서 하루하루 바쁘게 생명활동을 하고 있다.


하지만 무한한 인류의 호기심은 결국 엄청난 문명 발전을 이룩하였고, 이제는 눈을 지구 밖으로 돌리기 시작했다.


직접 나가볼 수 없으니 멀리 보이는 것들을 가까이 보기 위해 망원경을 발명했고 이것도 성치 않아 직접 우주선을 만들어 지구 밖으로 나가기까지 하였다.


현재 인류가 유일하게 발을 디딘 곳은 밤에 보이는 친숙한 위성 달이다. 하지만 이마저도 몇 발자국 남기고 각종 과학기기를 설치한 것에 불과하다.


현재도 우주로 향한 인류의 도전은 계속되고 있으며 머지않아 대 우주시대가 도래할 것이라고 많은 학자들은 예견한다.


우주의 개척(Space Colonization)이라는 용어도 이때 등장하였다. 말그대로 인류가 우주 밖으로 나가 다른 행성이나 위성에 도착하여 정착생활을 하는 것이다.


그래서 위 용어 대신 우주 정착(Space Settlement)라는 용어를 사용하기도 한다.


다른 행성에 정착하여 산다는 의미로도 쓰이지만 약간 다른 의미로도 쓰인다. 바로 스타크래프트의 멀티 개념이다. 확장기지를 건설해 더 많은 자원을 확보하여


다른 국가보다 더 유리한 고지를 선점하게 되는 것이다. 


1. 이유?


 

우주를 개척하는 이유는 여러 가지가 있다. 


첫 번째로, 가장 중요한 문명의 생존이다. 당장 인류 문명을 위협하는 대상들이 너무 많다. 예컨데  태양의 플레어라든가 소행성이나 혜성의 충돌이라든가..


또한 인류가 만든 가장 위험한 무기 중 하나인 핵무기로 인한 자멸이라든가. 이러한 대상들은 언제라도 발생할 수 있으며 대비는 할 수 있으나 피해는 막지 못한다.


또 이러한 순간의 위기를 모면했다 하더라도 수십억 년 후 지구는 태양의 거성화로 인해 사라질 운명에 처해있기 때문에 인류 문명의 생존을 위해서는


우주 개척이 필수라는 것이다.


 

 

소행성을 포획하는 컨셉 아트


두 번째로, 자원 개발이다.


위에서 잠깐 언급했지만 당장 화성과 목성 사이의 소행성대만 하더라도 그 자원은 무궁무진하기 때문에 자원이 고갈되어가는 현재 시점에서는 눈독들이지 않을


수가 없다. 이뿐만이겠는가, 태양계를 벗어나 은하를 본다면 그 자원은 상상을 초월할 수준이다. 아직은 소행성에 착륙하여 샘플만 보내는 실정이지만


이마저도 인류에게는 엄청난 도약이 아닐 수 없다.


세 번째로, 환경 오염이다.


이 이유는 첫 번째 이유와도 일부분 통하는 얘기이다. 인류가 과학기술을 발전시키면서 그와동시에 지구의 생물권을 엄청나게 파괴시켰다. 그와동시에


지난 40억년 동안 축적한 자원을 지난 100년이라는 눈 깜짝할 순간에 엄청난 속도로 소진시켰다. 


2. 목표?

 

 

                      이런 작은 소행성도 엄청난 자원의 보고이다.(소행성 3554 Amun)


그러면 이러한 우주 개척의 목표는 무엇일까?

현재 이러한 우주 식민지를 개발할 때 드는 초기비용이 만만치 않다. 하지만 이러한 천문학적인 초기비용에도 불구하고 개척하려는 이유는 일단 이러한 시설물이나


기기를 구축해 놓으면 장기적으로 봤을 때 엄청난 이익이 생기기 때문이다.


당장 지구에 가장 가깝다고 알려진 소행성 3554 Amun은 약 2km남짓의 작고 불규칙한 암석덩어리이다. 하지만 이 소행성에는 인류가 지금까지 채굴한 광석의


무려 30배가 넘는 광물들을 함유하고 있다. 작은 소행성 하나가 이정도인데 최소 수십만개로 알려진 소행성대의 모든 소행성을 개척한다면?


그야말로 상상을 초월할 자원을 확보하는 셈이다.


하지만 초기비용이 만만치 않아서 우주 개척의 목표 중 하나가 바로 이 초기 투자비용을 줄이는 것이다. 당장 우주선 한대를 지구 밖으로 쏘아올리는 비용이


kg당 최소 400만원에서 최대 4천만원까지를 호가하기 때문에 우주개척도 중요하지만 이러한 초기투자비용을 줄이는것도 급선무이다.


위의 내용들을 봤을 때 우주 개척은 단기적인 이익창출이라기보다는 꽤나 먼 미래를 내다보고 하는 국제적인 우주 프로그램인 것 같다.


21세기에 도래한 이른바 우주의 상업화로 인하여 화성 개척이라는 거대한 계획이 나사와 다른 민간업체의 협력으로 추진될 것이라는 말이 나왔다.


이 계획을 주도한 아주 모험적인 사업가는 Elon Musk, Dennis Tito and Bas Lansdorp.라는 사람들이다.


식민지 개척의 잠정적 장소는 일단 달, 화성, 그리고 소행성들로 알려져 있다. 이들은 현재 우리가 샘플로 이용할 수 있는 모든 물질을 활용할 수 있기 때문에


위와같은 장소를 정한 것이다.


3. 방법


 

 

우주를 개척하는 형태는 크게 두 가지가 있는데, 하나는 위에서 언급한 달이나 화성과 같은 표면이 존재하는 천체들을 직접 개척하는 것이다.


또다른 하나는 인공 구조물의 형태로, 지구 주변을 공전하거나 다른 천체 주위를 공전하는 구조물이다.


특히 인공 구조물은 인류나 다른 생명체가 거주할 수 있는 우주거주지로, 다른말로 우주정거장이라고 한다. 우주정거장은 다른 특정 분야에 전문화 된 인공위성


이라든가 간단한 정거장 보다는 영구적인 정착지라고 생각하면 된다.

 

많은 디자인이 제안되었으나 가장 널리 알려진 것은 바로 실린더 형태의 정거장이다. 이 실린더 형태의 정거장은 인터스텔라의 마지막 장면에서도 나오는 


정거장으로, 인터스텔라의 쿠퍼 정거장은 토성 궤도에 정착한 우주정거장이라고 보면 된다. 또 파피용이라는 책을 본 게이들이 있다면 거기서 묘사하는 


우주선의 형태가 바로 이 실린더형 우주정거장이다. 단지 그 우주선은 탐사와 정거장의 역할을 동시에 하기 때문에 좀더 복잡한 구조라고 생각하면 된다.


4. 주요 개척 장소(태양계 내부)

 

지구 밖의 다른 천체들을 개척하여 지구처럼 생명체가 사는 천체로 만드는 과정을 테라포밍(Terraforming)이라고 한다. 여기서 Terra는 지구를 뜻하고


Forming은 무엇을 만든다는 의미이기 때문에 이를 합하면 지구화(化)한다는 말이 나온다. 그렇기 때문에 우선적으로 식민지화가 되어 어느정도 발판이 잡혀야


그 천체의 특성 등을 따져 테라포밍을 할 수 있다.


여기서 다루는 행성이나 천체들은 식민지화보다는 테라포밍에 중점을 둬서 설명하겠다.


우선 지구 근처의 천체들부터 살펴보자. 가장 가까운 달이 있다.


 

 

달은 거리상으로 가장 가깝기도 하고 예로부터 친숙한 존재였기 때문에 과학자들도 처음에 달에 관해 언급했었다. 일단 달의 물리적 성질을 보면


중력은 지구의 1/6가량이고 대기는 아주 희박하거나 없다고 볼 수 있다. 자전주기와 공전주기는 약 한달로 같다. 또 자기장은 거의 없다고 본다.


테라포밍은 말그대로 지구화 하는것이기 때문에 지구의 1/6수준의 중력으로는 대기를 주입해봤자 대기들이 달의 중력을 뿌리치고 우주로 흩어지거나 


태양풍에 의해 휩쓸릴 가능성이 매우 높다. 그렇기 때문에 직접적인 테라포밍은 거의 불가능하며, 아마 굳이 한다고 하면 정거장 형태로 표면에 건설하여


사는 것이 전부일 것이다. 그렇다고 해서 아무데나 막 건설하는 것은 아니고 전기나 물 같은 필수적인 요소들의 공급이 이뤄져야 한다.

 

달 개척의 상상도


그래서 검토되는 방안은 달의 북극에 기지를 건설하는 것인데, 최근 연구에서 달의 북극에 얼음 형태의 물이 음지에 있다고 밝혀졌기 때문이다.


또 북극의 위치 특성상 태양에너지를 최대한 활용할 수 있기 때문이다(다른 곳은 15일동안 어둠에서 지내야한다).


만약 달의 기지화가 성공적으로 된다면 달에는 고온고압을 견딘 탄소 즉 다이아몬드가 아주 풍부하기 때문에 다이아몬드의 값이 싸질 것이라는 말도 나오고 있다.


그 다음으로 언급되는 곳은 지구의 라그랑쥬 포인트이다.


라그랑쥬 포인트

 

태양ㅡ지구 라그랑쥬 포인트


라그랑쥬 포인트를 쉽게 태양과 지구의 관계에서 설명하면, 지구의 구심력과 원심력, 태양의 중력이 서로 상호작용하여 다른 곳보다 상대적으로 안정적인


지점을 얘기한다.


즉 천체가 아닌 어떠한 지점이며, 상식적으로 우주공간을 테라포밍하는것은 불가능하기 때문에 이 지점에 우주정거장을 갖다놔서 임시거처를 만든다고


생각하면 될 것이다.


이 라그랑쥬 포인트는 지구ㅡ달 라그랑쥬포인트와 태양ㅡ지구 라그랑쥬 포인트로 구분될 수 있는데, 가장먼저 지구ㅡ달 라그랑쥬포인트를 살펴보면,


L1 포인트에는 다소 불안정한 감이 있지만 위치상으로도 여러 미션을 수행하거나 관찰을 용이하게 할 수 있기 때문에 중요한 포인트라고 할 수 있다. 


달과도 매우 가깝기 때문에 만약 달에 이미 기지가 건설되었다면 원료 조달이라든지 기타 장비의 조달을 빠르게 할 수 있다.


L2 포인트는 달의 뒷면의 한 지점인데, 달은 항상 앞면만 보이기 때문에 이 지점은 지구의 어떠한 방해도 받지 않는다. 그래서 지구의 다른 망원경보다


전파망원경의 효율이 극대화되는 곳이기도하다. 하지만 달의 표면에 위치하기 때문에 이른바 월진이라고 하는 달에서 일어나는 지진에 취약한 단점이 있다.


L3의 경우는 이렇다할 얘기가 없으며 L4, L5경우 다른 행성이나 천체를 개척할 때 주요 경유지로 활용될 수 있고 L1,L2보다 상대적으로 안정적이기 때문에


주요 개척지로 꼽히는 포인트중 하나이다.


태양ㅡ지구 라그랑쥬 포인트에서 주요 개척지로 꼽히는 곳은 역시 L1, L2, L4 L5정도인데, L1은 태양을 관측하기에 용이한 포인트이긴 하나 태양의 플레어나


강력한 하전입자가 지속적으로 날아들기 때문에 신경써야한다. 또한 이곳은 태양전지판을 활용하여 태양에너지를 지속적으로 얻을 수 있기 때문에


중요한 거점 중 하나이다.


L2는 항상 지구의 어두운 부분에 있기 때문에 그림자에 가려서 항상 어둡다. 그만큼 지구로부터 보호받는 지역이기 때문에 외부은하나 외계행성을 관측하기 


용이하다. L4와 L5 역시 다른 포인트보다 상대적으로 안정적인 지역이기 때문에 우주여행을 할 때 연료공급이나 물자공급을 위한 주요 경유지로 활용될 수 있다.


다음으로 꼽히는 장소는 화성이다.


화성

 

먼저 화성의 물리적 성질을 대강 살펴보면, 크기는 지구의 반정도이고 중력은 지구의 1/3가량, 대기는 지구의 5%남짓이다. 이 대기마저도 95퍼센트 이상이


이산화탄소로 이루어져 있고 나머지는 산소, 질소 등이다. 표면온도는 적도의 여름 기준 영상 20도까지 올라가나, 밤은 매우 춥다. 극지방의 경우 영하 100도아래로


떨어지기도 한다. 게다가 자기장은 외핵이 거의 고체화되었기 때문에 매우 약할 것이고 자외선이 표면까지 거의 그대로 투과할 것이다.


그래서 인간이 우주복없이 화성에 간다면 매서운 한파와 부족한 산소에 시달림과 동시에 타는듯한 고통을 느낄 것이다.


하지만 화성은 지구와 닮은 점이 많고 지하에는 얼음 상태의 물이 많을 것으로 최근 연구에서 드러났기 때문에 지구의 달이나 라그랑쥬 포인트를 개척했다면


바로 다음 타겟이 될 것이다.


화성의 테라포밍은 세 단계에 걸쳐 실행이 될 텐데, 우선 대기를 만든다. 그 후 전체적으로 표면온도를 높인다. 최종적으로 이렇게 만든 대기와 표면온도가


유실되지 않도록 보존하는 것이다.


테라포밍된 화성의 상상도


대기를 만드는 것은 여러 방법이 있지만 가장 효율적인 방법은 바로 온실가스인 이산화탄소를 주입하는 것이다. 이산화탄소를 주입함으로써 대기도 생기고


표면온도도 높아지는 일석이조의 효과를 누릴 수 있기 때문이다. 그렇다고 무작정 집어넣는것은 아니다. 어느정도 집어넣게 되면 극지방의 드라이아이스가


승화하면서 자체적으로 점점 더워질 것이다. 온도가 일정수준으로 올라가게 되면 지하에 있는 얼음들이 녹아서 강이나 바다를 만들게 되고 자연스레 테라포밍이


될 것이다. 하지만 가장 큰 문제는 바로 이 대기와 온도를 유지하는 것이다. 화성의 자기장 세기는 약 1.5나노테슬라급으로 지구의 50 마이크로테슬라와 비교하면


그 세기의 차는 수천배에 달한다. 그렇기 때문에 태양풍이나 하전입자에 취약할 수 있는데, 이는 멀리 떨어져있다고 해서 해결될 일이 아니므로 이 문제는


앞으로 해결해야할 과제로 남아있다.


그 다음으로 꼽히는 행성은 바로 금성이다.


금성


 

금성은 예로부터 지구의 형제별이라고 불리었고 실제로 물리적 성질은 매우 비슷하다. 크기와 중력도 지구보다 약간 작은 수준이고 두터운 대기도 갖고있다.


하지만 금성은 지구의 91배에 달하는 엄청난 대기압을 갖고 있다. 91atm은 쉽게말해 수심 약 1천미터에서 느낄 수 있는 압력으로, 금성 표면의 대기압이


수심1천미터에서 사람이 느낄 수 있는 압력이라고 보면 된다. 게다가 금성의 표면온도는 섭씨 약 500도정도하는 매우 극적인 환경을 가졌다.


자전과 공전도 매우 기이한데, 금성의 하루는 약 243일정도이고 1년은 약 224일정도한다. 즉 하루가 가기 전에 1년이 가버리는 매우 이상한 행성이다.


만약 여기를 테라포밍하여 사람이 산다고 하면 이 사람은 거의 하루 걸러 한 번씩 생일을 맞는 꼴이다.


금성의 테라포밍을 처음으로 생각한 사람은 1961년 칼 세이건에 의해서였으며, 그것도 위에서처럼 구체적으로 한 것이 아닌 그저 공상적으로 다뤄진 것이다.


일단 금성을 테라포밍하려면 세 과제를 해결해야하는데, 이 세 과제는 서로 연관되어있다. 왜냐하면 금성의 매우 극단적인 환경을 극복해야하기 때문이다.


일단 첫번째 과제는 바로 강력한 태양열을 잠재우는 것이다. 이를 위한 몇 가지 방법이 있는데, 크게 우주공간에서 하는 방법과 금성의 표면에서 하는 방법이 있다.


금성이 받는 태양에너지는 같은 면적의 지구의 두 배 정도로, 이 어마어마한 태양에너지는 안그래도 온실가스인 이산화탄소가 많은 금성의 온난화를


더욱더 가속시킨다. 그렇기 때문에 가장먼저 해야할 것은 태양에너지를 줄이는 것이다. 그 방안으로 검토하고 있는 것이 바로 솔라세이드(Solar-Shade)인데,


태양ㅡ금성 라그랑쥬 포인트 중 L1에 이 솔라세이드를 비치해서 태양에너지를 반사하는 식으로 식힌다는 것이다. 

 

 

또한 자기장이 없는 금성은 태양풍과 기타 하전입자에 취약한데, 이 솔라세이드는 그러한 태양풍과 하전입자도 어느정도 막아줄 수 있다는게 학자들의 의견이다.


하지만 말이 쉽지 실제로 효과를 보려면 금성 지름의 4배가량 정도 하는 직경 약 5만km의 세이드를 만들어야한다. 이는 학자들에게 여간 벅찬 임무가 아닐 수 없다.


게다가 이 솔라세이드를 커다랗게 펼쳐도 또다른 문제가 생긴다. 바로 태양풍인데, 태양풍 자체도 운동량을 가지고 있기 때문에 이 솔라세이드를 반대편으로


밀어버릴 수 있다는 것이다. L1은 금성의 중력과 태양의 중력이 서로 같은 지점이기 때문에 태양풍으로 충분히 가속될 수 있으므로 충분히 고려를 해봐야한다.


그래서 학자들은 새로운 방안을 모색하는데, 바로 상층부 대기나 표면에 설치하는 솔라세이드이다. 반사를 할 수 있는 풍선같은 것을 금성의 대기 상층부에


주렁주렁 매달아 놓는 것이 학자들의 말이다. 충분한 효과를 발휘하려면 이러한 풍선을 한 도시만하게 만들어야한다. 역시 엄청 부담이 된다.


또다른 방법으로는 표면에 알베도가 높은(=반사율이 높은) 물질을 놓자는 것인데, 두터운 대기를 뚫고 오는 태양에너지는 상층부의 1퍼센트밖에 안되는


금성에서 이 방법이 통할지는 의문이다.

 

일단 태양에너지를 낮추는 데 성공했다면 그 다음단계로는 두터운 대기를 줄여야 한다. 이 대기를 없애는 방법으로는 여러 가지가 있다. 


1961년 금성의 테라포밍을 연구한 칼 세이건은 금성에 박테리아를 심어서 이산화탄소를 유기물로 바꿀 수 있다고 주장했다. 이 방법은 여전히 금성의 테라포밍을


논할 때 등장하며 후에 밝혀졌지만 성공할 가능성은 낮다고 한다. 이산화탄소를 흡수하여 유기물로 만들려면 수소가 존재해야하는데, 지구의 경우 


이 수소를 물에서 얻어왔다. 하지만 금성의 대기중에 존재하는 수증기 형태의 물의 양은 약 20ppm남짓으로 매우 적다. 설령 유기물을 합성했다고 해도


금성의 높은 기온에 의해 다시 이산화탄소로 돌아간다는게 학자들의 생각이다. 


또다른 방법으로는 금성에 수소가스를 주입하는 형식인데, 이는 충분히 가능성이 있다. 말그대로 금성 표면에 수소를 왕창 집어넣는 것이다.


수소를 대량으로 넣어서 이산화탄소와 높은 기압에서 서로 반응시키면 순수한 탄소, 흔히말하는 흑연과 물이 생성된다는 것이다.


CO2(g) + 2 H2(g) → C(s) + 2 H2O(g)


이 방법으로 모든 이산화탄소를 없애려면 약 4×1019 kg 의 수소가 필요하다. 그리고 이 방대한 양의 수소는 거대 가스행성이라든가


그 가스행성의 위성에서 얼음을 캐다가 분해시켜 만들 수 있다. 아마 이러한 기술을 활용할 때 쯤이면 거대 가스행성에서 수소를 채취하는건 식은죽 먹기겠지?


즉 이 방법은 물이 하나도 없는 금성에 물을 공급할 수 있고 더불어 온실가스인 이산화탄소를 줄여 결과적으로 표면온도를 낮출 수 있다는 것이다.


금성의 지표는 대부분 평탄하기 때문에 만약 이 방법으로 물을 생성하게 되면 지표의 약 80퍼센트가 물로 뒤덮힐 것이다. 그렇다고해서 지구의 물보다는


많은 것은 아니며 지구에 존재하는 물의 약 10퍼센트 남짓이라고한다. 물이 생기면서 물로 녹아들어가는 기체가 많아져 기압 감소는 더욱 가속화될것이며,


최종적으로는 약 3atm(지구의 약 3배)까지 떨어질 것이라고한다.


이 외에도 칼슘과 마그네슘을 풀어 이산화탄소를 가두는 방법이라든지 위의 솔라세이드를 이용해 온도를 떨어뜨려 이산화탄소를 드라이아이스로 만든다든가


하는 여러 방법들이 나오고 있다.


이렇게 두 번째 단계까지 진행하면 마지막으로 해결해야 할 가장 큰 과제가 남는다. 바로 엄청나게 느린 자전주기인데,


 

스윙바이 기법


사실상 24시간에 적응되어있는 지구생명체가 낮만 110일이 넘는 금성의 환경에서 적응하기란 정말 쉽지 않다. 이를 해결할 방법으로는 금성의 자전속도를


직접 조절하는것과 간접적으로 거울을 사용하는 것인데, 거울을 사용하여 12시간 낮 12시간 밤을 조절 할 수 있다는 것이다.


직접 조절하는 것은 바로 항성우주기법 중 하나인 플라이바이를 이용하는 것인데, 우리가 이용하는 플라이바이는 행성의 자전속도를 늦추고 그 잃어버린


에너지만큼을 얻어서 빠르게 가속하는 것이었다. 하지만 역으로 이를 이용하여 무거운 비행체를 금성주위에서 회전시켜 금성의 자전속도를 빠르게 하는 방법이


바로 자전주기를 직접 조절하는 방법이다. 이 방법을 사용하면 30년 안으로 자전주기를 24시간으로 줄일 수 있다고 한다.


그 외에도 수성, 화성과 목성 사이의 소행성대에 위치한 수많은 소행성 등이 주요 개척장소로 언급되고 있다. 하지만 수성이나 소행성은 가장 기본적으로


대기라든지 물 등이 갖춰져있지 않기 때문에 테라포밍하기에는 약간 무리가 있다.


이젠 태양계의 외행성으로 넘어가보자. 


과학계에서 생명체가 존재할 것이라고 생각하는 태양계의 천체들은 크게 목성의 유로파와 칼리스토, 토성의 타이탄과 엔셀라두스 정도이다.


목성의 유로파


 

유로파는 태양계에서 지구 외에 생명체가 존재하리라고 가장 확실시되는 천체 중 하나이다. 표면의 수 km 두께의 얼음을 뚫고 들어가면 수심 수백km의 


액체상태의 바다가 가득할 것이라고 과학자들은 생각하고 있다. 게다가 주변에 목성이라는 행성이 존재함으로써 조석력으로 내부가 쥐어짜져


유로파의 바다는 생각보다 따뜻할것이라고 예상되기 때문에 더더욱 생명체가 존재할 가능성이 높아지고 있는 것이다.

 

일단 유로파의 물리적 성질을 보자면 지구 직경의 약 1/4가량의 크기에 중력은 지구의 약 1/8배수준이며 대기압은 지구의 1조분의 1수준이며


이 대기의 구성성분은 대부분이 산소, 그리고 극미량의 수소이다. 이 산소와 수소는 유로파의 지하에 존재하는 물이 자연적으로 분해되어 나온 것으로 생각하고있다.


유로파의 테라포밍 과정은 화성의 방법과 아주 흡사한데, 마찬가지로 대기를 주입시키고 따뜻하게 덥힌 후 그것을 유지하는 것이다.


대기를 주입시키는 방법은 대기에 암모니아를 주입시키는 방법이 제기되는데, 암모니아는 그 기체 자체로도 약간의 온실효과를 나타내며 무엇보다도


분해될 때 지구생명체에 무해한 질소가스를 내뿜기 때문이다. 굳이 질소를 선택하지 않더라도 인체나 생명체에 무해한 가스라면 상관이 없는데,


이는 지구에서처럼 생명체에 무해하고 대기압을 높이는 가스가 필요하기 때문이다.(100% 산소로 이뤄졌다면 약간의 정전기로도 엄청난 화재가 발생할것이다.)


암모니아 외에도 언급되는 기체는 바로 메탄이다. 메탄은 가장 강력한 온실효과를 나타내는 기체이기 때문에 단시간에 큰 효과를 위해선 


메탄 주입도 고려해볼 필요성이 있다.


테라포밍된 유로파의 상상도


이렇게 대기를 주입시켰다면 이제 천체의 표면온도를 높여야하는데, 이는 간단하다. 이미 온실가스가 주입되어있기 때문에 이 온실가스로인해 서서히 데워지고,


유로파에 존재하는 드라이아이스는 승화하여 대기중으로 방출된다. 이산화탄소 자체도 온실효과가 크기 때문에 온실효과는 더 가속화될 것이다.


마지막으로 이 환경을 유지시켜야하는데, 가장 큰 위협은 위에서 언급했다시피 태양풍과 기타 하전입자들이다. 하지만 유로파는 


목성의 자기장 내에 속해있고, 타원형 궤도로 인한 자기장의 변화에 따라 그 변화를 억제하는 유도자기장이 자체적으로 생기기 때문에 큰 문제는 없을 것이다.


하지만 목성 자기장으로부터 오는 방사선의 세기는 꽤 커서 약 5400mSv정도로 예상된다. 이는 하루동안만 쬐어도 죽음에 이를 수 있는 어마어마한 수치이다.


그렇기 때문에 테라포밍을 하기 위해서는 대기를 꽤나 두텁게 해야할 것이다. 그리고 상층부에는 방사성 물질을 차단할 수 있는 물질을 둘러야 한다.


다음은 칼리스토이다.


칼리스토

 

칼리스토도 마찬가지로 생명체가 살 가능성이 높은 천체 중 하나이다. 환경은 유로파와 흡사하며, 테라포밍 과정도 흡사하다.


칼리스토의 경우 목성 자기장으로부터 오는 방사선의 세기는 약 0.1mSv로 이는 지구의 1/7 수준이며 흉부 엑스레이 촬영을 할 때 사람이 피폭되는 방사선 양이다.


다만 칼리스토를 테라포밍하여 사람이 살 경우 매일 엑스레이를 찍어야하는 부담감은 있을 것이다.

 테라포밍된 칼리스토의 상상도


다음으로 토성의 위성 타이탄이다.


타이탄

 

 

타이탄은 태양계의 위성 중 가니메데 다음으로 가장 크며 수성보다도 더 큰 엄청난 위성이다. 타이탄은 위성 중 가장 뚜렷한 대기를 가지고 있으며


이 대기 마저도 지구보다 짙어서 표면 대기압은 약 1.5atm정도이다. 주성분은 질소이며 소량의 메탄과 수소도 함유되어 있다.


타이탄의 테라포밍은 질소라는 버퍼가스(인체에 무해한 가스)의 존재 때문에 다른 천체들보다 비교적 수월하다. 여기에 산소와 온실가스만 채우면 되니깐.

테라포밍된 타이탄의 상상도


다만 타이탄의 표면온도는 약 -180도정도로, 표면에 존재하는 메탄은 액체상태로 바다를 이루고 있다. 그렇기 때문에 이산화탄소를 주입시켜 온도를 일정


상승시키면 메탄이 자연스레 기화되어 온난화를 더 가속화시킨다.


마지막으로 엔셀라두스이다.


엔셀라두스

 

엔셀라두스는 길쭉한 타원궤도를 돌기 때문에 조석력이 비교적 크게 작용하여 내부는 비교적 따뜻하다. 천체의 55퍼센트가 얼음 상태의 물로 이루어져있기


때문에 대기를 주입하고 온도를 높여서 인간이 살 정도의 환경이 되면 아마 집 지을 땅이 없거나 있더라도 아주 소량만 드러날 것이다. 그래서 엔셀라두스의


테라포밍은 한 가지의 과제가 추가되었는데, 바로 인공 땅을 만드는 것이다. 하물며 두바이처럼 인공 섬을 만드는데 엔셀라두스를 테라포밍할 때 쯤이면


뭔들 못하겠는가

 

테라포밍 된 엔셀라두스와 토성 상상도


5. 주요 개척 장소(태양계 외부)


 글리제 581d 행성의 상상도


그렇다면 먼 미래에 지구가 한 항성계를 통제할 단계에 이르게 되면 어떻게 될까? 이제 태양계 외부로 눈을 돌릴 것이다. 하지만 항성간 여행은 생각보다 쉽지않다.


기본적으로 가장 가까운 별이 수 광년씩 떨어져있기 때문이다. 이는 현재 가장 빠른 보이저 2호로 수만년을 달려야 갈 수 있는 거리이다.


외계 행성을 개척하려면 사람이 직접 가야하는데 수만년 동안 수백 대를 이어서 과연 본래 목적을 그대로 안고 도착할 수 있을까? 책 파피용을 보더라도


그건 쉽지 않아보인다. 그렇다면 우리에게는 우주선의 속도를 높이는 방법이라든가 인터스텔라처럼 수 년 간 인공수면하여 먼 거리를 이동할 수도 있다.


우주선도 사람이 오랫동안 머물러야 하기 때문에 영화 선샤인이라든가 팬도럼처럼 자체적으로 생태계가 조성되게끔 만들어야한다.


 

 

영화 팬도럼에 등장하는 우주선 '엘리시움'


외계행성을 개척하기 위한 항성간 이동 방법은 몇 가지가 있는데, 가장 대표적인게 바로 위의 동면할 수 있는 우주선이다.


하지만 현재로썬 오랜 동면이 인체에 어떤 영향을 미치는지 알려진 바가 없기 때문에 신중해야할 것이다.


또다른 방법으로는 태아를 실은 우주선을 보내는 방법이다. 이 방법은 글리제 581d와 같은 생명체가 존재할 것이라고 확실시되는 외계행성에 쓰는 방법으로,


인터스텔라의 플랜 b와 같은 것이라고 보면 된다.


공상과학에서나 나오는 방법 중 하나인 핵연료를 쓰는 방법도 고려되고 있다. 이 방법을 이용하면 광속의 10%까지 가속할 수 있다고 한다.


실제로 핵연료를 쓰는 우주선을 개발하는 프로젝트가 진행중인데, 2002년에 발표된 자료에 따르면 항성간 여행을 위해서는


우주선의 크기는 약 100m, 무게는 약 10만톤, 실리는 핵연료는 약 30만메가톤급이며 이때 이론적으로 광속의 3.3퍼센트인 약 초속 1만km까지 가속할 수 있다고한다.


더 먼 거리를 이동할 경우나 더 많은 연료를 실었다면 이론적으로 최대 10%까지는 가속할 수 있다.


6. 마치며


 

우주 개척 분야에 있어서 인류는 아직 걸음마 단계에 불과한 정도이다. 아직 달에 전초기지조차 건설하지 못했으니깐.  과학자들은 2030년 즈음 되서야


달 개척을 본격적으로 시작한다고 하고 2100년에 이르면 화성개척을 시작할 거라고 내다보고 있다. 위에서 언급한 테라포밍의 경우 아주 수준높은 기술을


요하기 때문에 아직까지는 신경 안써도 될 것 같다. 그리고 테라포밍을 한다 한들 지구만큼 편안하고 좋은 터전을 완벽하게 재현할 수 있을까?

 

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Space_colonization#Involved_organizations


사진출처 : 구글


 

 

 

 

 

 

 

이번에 소개할 행성은 현 태양계에서 태양을기준으로 두번쨰로 제일먼행성인 천왕성이에요.

 

천왕성은 1781년 4월 천문학자이자 음악가인 허셜에 의해 발견되었어요.

 

 

뒤에 배경은 무슨 성운인거같다요.

앞에가 허셜우주망원경인데이 망원경이 여러 소행성에서 물이있다는증거나 여러 우주사진같은걸 많이찍어왓어요

 

허셜우주망원경이 찍은 '게 성운'

 

다시본론으로 돌아가서 천왕성은 지구에서 육안으로 보이지않기떄문에 망원경이 발견되기전에는 그존재가 확인되지않았는데

1690년 이 행성을 처음발견하게됫어요.

초기 어설픈망원경으로 천문학자인 존 플램스티드가 천왕성을발견했는데 그떄는 태양계의7번째행성이아닌 새로운 항성인줄알고 황소자리34번이라는 명칭으로 불렸어요

 

 

최초로 천왕성을발견한 존 플램스티드

그는 자신도모르게 태양계7번째행성을발견한 큰공을 다른사람에게 넘겨주게되요

바로 위에서말한 허셜

허셜또한 처음 천왕성을발견햇을땐 혜성이나 성운인줄알아서 영국왕립학회에 새로운'혜성' 발견을 보고하는데 왕립학회에서는 의문을가집니다

조사해보니 궤도가너무원형이거니와 혜성의특징인 긴꼬리가 발견된적이아예없어서 결국 태양계의 새로운행성인걸 알게되요.

최초발견자라고 주장하던허셜이 당시 영국국왕이던 조지3세의 이름을붙여 조지별이라고했으나

앞선 존 플램스티드의 발견이나 프랑스의 피예르르모니에 또한 앞선 1750-69년동안 최소12번이상을 관측했던적이있었고 그외 러시아나 베를린에서또한

관측이있엇기떄문에결국 조지별에서 우라노스라는 이름을가지게되요

우라노스는 그리스/로마신화엣 제우스,하데스,포세이돈의 아버지인 크로노스의 아버지에요.

 

보이저2호가찍은 천왕성

 

이제 구체적으로 천왕성에대해 설명하자면

'천왕성의 공전주기는 지구의 84배야 지구기준 1년 즉, 태양을 한번 공전하는 기간이 약 1년일때 천왕성은 84년이 지나에 한바퀴를 돌아요'

지구가 84번 태양돌떄 이놈은 1번 태양을돈다는말.

 

천왕성의내부구조야 오른쪽은 천왕성의 자기장인데 오른쪽은 자전축과 자기축이 55도나차이난다고 설명되어있는데

주목할건 왼쪽사진이에요

제가 올린 천왕성들은 대부분 푸른빛

보통 영화나 드라마 또는 만화같은 대부분의 매체에서 지구는푸른빛이다 푸른별이다 뭐시기하는데 사실 천왕성도 푸른별이죠

지구만큼푸르지도않지만 푸르긴푸르지 천왕성보단 해왕성이 더 푸른빛을띄고있어요.

천왕성은 엄연히 가스형행성이라 암석형행성인 지구와는 전혀달라요

하지만 천왕성과 해왕성은 또다른 가스행성인 목성과 토성과는 또달라 목성과토성같은 거대가스행성은 대기에 헬륨과수소만을 많이포함하고있지만

천왕성과 해왕성은 극미량인 질소와 탄화수소를 포함하고있으며

물,암모니아,메테인 등이 얼어붙은 얼음질이 헬륨이나수소보다 차지하고있어 높은비율을 그래서 천왕성과 해왕성은 '거대얼음행성 으로 따로 분류하고있어요.

천왕성의 내부는 결론적으로 목성에 비하여 낮은 압력과 비슷한 정도의 밀도(약 1,271kg/m³),낮은 온도 등의 특징으로  다른 거대가스행성과 다르게 암모니아와 메탄이섞인 얼음으로 이루어진맨틀과 암석질의 핵으로 구성되어있는것으로 보여요

 

지구와 천왕성의 크기비교

천왕성은 가스형행성답게 태양계에서 3번쨰로 큰행성이야(3번쨰로 지름이큼)

'천왕성은 지구보다 지름이 4배이상크고 질량은 15배 부피는 63배이상으로 커요'

 

천왕성의 대기에는 위와같이 복잡하게 층이진 구름의구조가 형성되어있는데

고도가 낮은 구름층은 물로구성되어있고 그위층은 메테인으로 구성되어있을거라고 예상하고있어 이 메테인떄문에 천왕성이 약하지만 푸르게보이는것이고

천왕성에서의 부는 바람은 최고시속900km라고해 별로안되노 뒤에 해왕성은

시속 2100~2400km라고 알려져있어요

천왕성에서의 기후는 3월~5월에는  평균시속 8~900km를 오가는 바람과 엄청난 뇌우가쏟아진다고 보고되어있어요.

 

그럼 다른 가스행성과 다르게 암점은없느냐? 물론 다른 가스형행성 목성의 대적점이나 해왕성의 대암점과같은 다른암점보다 작지만 암점이 존재하는걸로나왔어요

물론 작아서 '대' 라는 칭호를 붙이진못합니다

 

 

 

각 행성들의 자전축인데

천왕성의 특징중 하나라고할수있는게 바로 자전축이 98도나 휘어져있어요.

맨뒤에 명 고왕성찡은 행성이아니니 제외

천왕성의 이런 특이한 자전떄문에 북극,아니면 남극부분만 태양빛을 받아볼수있어요

아까 위에서 지구에서의1년이라는시간은 천왕성의 84년에 해당한다고했었죠

그렇기떄문에 태양이북극부분을 비추고있으면 다른남극부분은 42년동안 태양빛을받아볼수없어요. 극악의 기후;;

적도부분은 얄짤없이 태양빛을받지못하는데 더 신기한건 태양빛을 받는 남극북극부분보다 적도부분이 더 따듯하다는사실!!!

그이유는 태양빛이 천왕성까지오는데 1/400 밖에 못와서 기온변화에큰 관여를하지않아요


 

마지막으로 천왕성의 위성에대해 설명할거에요

천왕성의 위성은 현재까지27개정도가 발견되엇지만 다 작고 볼것도없고 제일중요한건 이 네개에요.

사실 이 네개마저도볼게없어 가스형행성들은 대부분고리가있고 많은 위성들을 들고다니는데 반해 천왕성은 우라노스의 이름에 걸맞지않게

모든게 다협소해 심지어 천왕성의 위성중가장 크다고 알려진 티타니아는 사실 별로안커 달의 절반밖에안되요.

이처럼 천왕성의 위성들은 사실볼게없어요

 

천왕성의 트리톤이나 목성의 유로파등등 물이있따는둥 신기한 위성이많지만 천왕성의위성은 그냥 달보다도못한놈들이라고봐야죠 ㅎㅎ

 

 

이모든건 보이저2호가 1986년 천왕성 상공 81,500km에서 찍은 많은 천왕성들의 사진으로알게됫어요

이건 지구의 제일좋은망원경이찍은것들보다 화질이300배이상 좋은거엿고

천왕성이 대기온도가 적도가 더따듯하고 숨겨진위성이나 작은고리등을 알게됬죠.

하지만 아쉽게도 다른행성과다르게 천왕성엔 탐사계획이없다는게 아쉬운부분이에요. 

 

 


 

 

 

 


 

 

 


 


 

 

 

이번엔 블랙홀에 대해 알아볼께요


모두들 이름 정도는 들어봤을꺼라고 생각해요


워낙 유명하기에 게임 소재나 만화에서도 비슷한 형태로


자주 등장하기 때문에 매우 친근한 존재지


 

 



사실 이렇게 블랙홀이 밝은 빛으로 관찰되긴 힘들어


중력이 너무 강력하기때문에 


 빨려 들어가면 살아 나올수가 없는데


빛이라고 블랙홀을 탈출할수 있을까요?


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사실 이렇게 구멍이 난것처럼 보이는게 맞겠지


우주의 하수구정도로 생각하면되 


일상 생활에서의 하수구는 나올수 있지만


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사건의 지평선 영역만 넘어가면


공간상에 존재하는 모든 물체는 빨려들어가고 말지


그렇다면 블랙홀은 어떻게 관측하는걸까?


블랙홀은 제트분출을 제외하고 자체적으로 내뿜는 빛이 없기때문에 


일반적으론 관측되지 않아 하지만 


주위 별을 빨아들일때 발생하는 열로인한 x선을 관측하면


블랙홀의 존재를 확인할수가 있지


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태양과 같은 항성이 빨려들어갈때 관측이 용이해


블랙홀 주변에 빛이 파랗게 변한건 빨려가는 힘으로 인해 가열되어서 그런거 같아요.


항성조차도 빨아들이는 블랙홀


만약 이게 지구에 존재하게 된다면 어떻게 될까?


물론 일반적인 크기의 블랙홀이라면 지구는 순식간에 사라져 버릴꺼에요

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그렇다면 엄청나게 작은 블랙홀일 경우엔 어떨까?


이론적으론 입자가속기를 통해 블랙홀의 생성이 가능하다고 알려졌어


지구가 빨려들어 갈지 모른다는 말도 있었지만 


인공적으로 만든 블랙홀의 경우 10^(-27)초만 존재할수 있게되서


실제론 지구에 아무 영향도 끼치지 않는다고해 

 




블랙홀의 생성원리


상당히 강한 중력을 가진 블랙홀 


어떻게 생성되는 걸까?


기본적으로 블랙홀은 별이 죽은 다음 생성되는데


우리 태양과 같은 질량이 작은 별은 죽어봤자 조그마한


백색왜성으로 변하고 사라지게되


하지만 태양 질량의 약 30배 이상의 별은


강력한 초신성 폭발이후 중성자 별이나 블랙홀로 진화할수있어


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노란색인 태양정도의 별은 적색거성이후 그냥 대기가 산산히 흩어지게 되면서


가운데엔 응축핵인 백색왜성만 남게 되지 백색왜성은 겉보기엔 작지만


상당히 무거워


반대로 태양질량의 약 30배 이상의 별들의 경우 초거성으로 진화한뒤 초신성 폭발을 하게되요


이 과정에서 질량이 조금 작은건 중성자별로 변하게 되고


질량이 큰건 블랙홀을 형성하게 되는거에요



블랙홀도 똥을싼다?


국내 연구진이 2013년 7월 20일에 세계 최초로 관측에 성공했어


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이런걸 제트분출이라고 해


블랙홀에서 일어나는 빛에 속도에 가까운 에너지 방출현상입니다.


이현상으로 인해 급격히 밝어졌다 어두워졌다하는데


국내 연구진이 이 과정을 최초로 목격한거에요


블랙홀의 상상도들을 보면 주둥이와 후장에서 빛이 나가는것들이 


대부분일텐데 그게 다 제트분출이에요




블랙홀의 활용가능성


현재의 과학 기술력으론 발견된것도 적어서


가능성은 헌저히 낮지만 앞으로 수십세기가 지난 이후엔 충분히


블랙홀을 활용할수 있다고 봐요


좋은의미론 시간여행의 용도로 사용될수도 있고 


지속시간만 늘린다면 스타트랙에서처럼 무기로도 활용될수 있지 않을까합니다..


 

 

얼마전 How the universe works란 다큐 시리즈를 

 

넘 재미있게 봐서 일게이들도 분명 좋아할거 같아 글을 쓸려고 합니다



 



오늘 쓰려고 하는 주제는 제목 처럼 지옥에나 있을법 한 행성들에 관해서에요

 


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천문학자들은 지구와 같은 행성을 찾기 위해 지난 몇십년간 모가지가 부러지도록 밤하늘을 관찰했고


그 결과 1000개가 넘는 행성을 찾았지만 그 중 대부분이 생명체가 절!대!로! 살 수 없는 지옥과 같은 행성을 찾았을 뿐이에요


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이건 지구에서 63광년에 위치한 HD189733b란 행성이에요

지구가 속한 태양계의 큰형님이신 목성보다 13% 이상 큰 행성이지 


근데 HD189733b에는 가스행성이니 생명체가 존재할 수 없어요


만약에 목성의 유로파 같은 위성이 있다 해도 그곳 역시 생명체에게는 지옥과 같은 곳이죠 


왜냐하면 


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HD189733b는 우리 태양계에서 태양과 가장 가까운 곳에서 공전하는 수성보다 훨씬 가까운 곳에서 공전하기 때문이지요


게다가 지구와 비교했을때 30배나 가까운 곳에서 모항성을 돌고있어요.


하지만 정작 이곳에 생명체가 살 수 없는 가장 큰 이유는 따로있는데.


그것은 바로


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우리가 상상하기 힘든 절대 멈출줄 모르는 엄청난 바람 때문입니다

근데 63광년이나 떨어진 행성을 직접 관찰할 수 있는것도 아니고


바람이 그렇게 빨리 부는지 어떻게 아냐고요?


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천조국의 Spitzer 우주망원경을 통해서 이 별의 온도를 직접 측정했지 때문이죠


Spitzer 망원경은 인간의 맨눈으로는 볼 수 없는 적외선으로 우주를 관찰 하도록 제작된 망원경이에요


그래서 이 망원경으로 HD189733b의 온도를 직접적으로 밝혀낼 수 있었지요



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위 사진은 실제 HD189733b 온도를 나타내


지도처럼 펼쳐놓으면


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이렇게 행성 표면의 온도 차이를 알 수 있어요


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HD189733b는 모항성에 너무 가까이 있기때문에 지구처럼 자전하는것이 아니라 항상 같은 면을 바라모며 공전을 합니다


마치 달이 지구 주위를 항상 같은 면만 보면서 돌듯이 말이에요


그래서 HD189733b의 가장 뜨거운 곳은 모항성에서 가장 가까운 위 사진의 노란 선이 닿은 곳이여야 하는데 


이상하게도 정면을 보고있지 않은 살짝 옆으로 비껴난 하얀부분이 가장 뜨거운 부분이에요


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그 이유는 처음에 썼듯 엄청난 바람 때문이에요

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HD189733b에는 시속 6000마일, 다시말해 마하 8에 가까운 속도의 바람이 부는데


이 바람이 너무나도 강력하기 때문에 엄청난 속도로 열기를 행성의 옆으로 밀어내기 때문이죠


지옥에서나 불법한 바람이 아닐까 싶어요






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가운데 점으로 보이는 행성은 지구에서 256광년 떨어진 별을 공전하는 HD 149026b라는 목성만한 크기의 행성이에요


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HD 149026b이 얼마나 뜨거운지 적외선으로 관찰하면 마치 스스로 빛을내는 별처럼 아주 밝게 보이죠


우리 태양계 행성 중에서 가장 뜨거운 금성 보다도 수천배나 밝은 적외선을 내뿜어요


이 행성의 온도는 2,000도를 넘는다고 하네요


하지만 스스로 핵 융합 반응을 통해 스스로 빛과 열을 내는 별이 아닌 행성이 모항성과의 거리를 계산했을 때 저만큼 뜨겁다는건 불가능에 가까워요


그렇다면 이 행성은 왜 이렇게 뜨거울 수 있을까요?


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비밀은 HD 149026b 대기의 색이 거의 완전한 검정이기 때문이에요


대기의 색이 검다는것은 모항성에서 발산하는 빛을 전혀(거의) 반사하지 않고 다 흡수한다는 뜻이죠


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아직까지 HD 149026b 대기의 구성성분이 밝혀지진 않았어요


하지만 천문학자들은 대기가 완전한 검은색이 아니고선 이렇게 높은온도가 될 수 없다고 추측하고있죠





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우측에 보이는 행성은 역시 목성만한 크기의 WASP 12b에요


이 WASP 12b는 모항성에 얼마나 가까운지 24시간이면 모항성을 한바퀴 돌아요.  즉 1년=하루 라는 뜻


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모 항성으로의 열기로 인해 WASP 12b의 대기는 부풀어오를대로 부풀어 올라서


밀도는 스티로폼에 가까워 요


그래서 WASP 12b를 물에 띄운다면 스티로폼 처럼 둥둥 뜰거에요 ㅎ


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그리고 3,220,000km 라는 엄청나게 가까운 거리에서 공전하기 때문에 


모항성이 잡아당기는 엄청난 중력으로 인해 WASP 12b는 공처럼 둥글지 않고 계란처럼 앞뒤로 늘어나있어요.


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WASP 12b는 엄청난 중력과 태양풍으로 인해 1년에 190 X 1000조 톤의 대기를 잃고있어요


따라서 1억년 후면 완전히 증발하고 없어질거라고 생각해요.





외계행성 탐사 초기에는 기술력의 한계 때문에 주로 목성 처럼 큰 가스행성들만 찾을 수 있었어요.


하지만 인공위성 망원경과 거대 망원경의 발달로 이제는 지구나 화성 금성과 같은 비교적 크기가 가스행성 보다 작은 암석행성도 속속 발견되는 중이에요.


천문학자들이 암석행성 발견에 목을 매는 이유는 우리가 외계행성 탐사의 가장 근본적인 목적에 있는데 


"과연 이 넓은 우주 어디엔가 지구와 같은 생명체가 살기 적합한 행성이 있을까?" 라는 물음에서 시작해요


하지만 아쉽게도 새로운 행성이 발견되면 발견될수록 지옥에나 있을법한 행성들만 나타나고


처음 발견된 암석행성 역시 우리의 기대를 완전히 져버려요 ㅠㅠ


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뒤에 타는듯 한 행성은 지구에서 450광년 정도 떨어져 있는 Corot 7b에요


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Corot 7b가 얼마나 모항성에서 가까이 공전하냐하면 여기서 하늘을 바라보면 우리가 지구에서 태양을 보는것 보다 360배나 크게 보여요


여기서 1년은 불과 20시간에 불과할 만큼 모행성에 아주 가까이 붙어서 공전하니까


우리 태양계의 수성이 태양을 한바퀴 도는데 88일인걸 감안하면 Corot 7b가 얼마나 가까운지 짐작이 갈거에요


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Corot 7b는 두가지의 서로 다른 지옥과 같은 환경이 존재하는데 


첫번째 지옥의 표면 온도는 약 2600도에 달해요


납의 녹는점은 237.5도 철은 1539도 태양의 표면온도는 6000도니까 얼마나 뜨거울지는 상상에 맡길께요


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그 열기로 인해 지표면의 용암과 암석은 증발해서 기체의 형태로 하늘로 올라가서 식은 후 자갈과 암석의 비로 다시 지표면으로 떨어져요


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Corot 7b는 모행성에 너무 가깝게 붙어있기 때문에 강한 중력으로 인해 자전하지 못하고 항상 똑같은 면만 바라보고 있어요


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다시말해서 모항성을 바라보는 쪽의 반대편은 빛과 열기가 전혀 닿지 않는 영원히 얼어붙은 곳이에요


대기는 강력한 태양풍으로 이미 날아간지 오래이기 때문에 앞쪽의 열기를 뒷쪽으로 전해줄 매질 즉 대기가 전혀 없어요


앞은 불타는 지옥 뒤는 얼어붙은 지옥이라는 극단적으로 가혹한 환경이 공존하는 아주 특이한 행성이에요


더욱 특이한건 이 행성의 과거에 있는데


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Corot 7b는 과거에 목성과 같은 가스행성인걸로 추측되고있어요


즉 모항성에서 멀리 떨어진 매우 추운 지역에서 생성되었다는 얘기지요


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하지만 다른 행성과의 중력 간섭으로 인해 원래 궤도에서 벗어나 오랜 시간에 걸쳐 점차 안쪽으로 들어오게 되었고


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너무 가까이 모항성에 접근함에 따라 엄청난 태양풍으로 인해 모든 대기가 날라가버렸어요


그리고 원래 가스행성의 핵이었던 암석 부분이 지금의 Corot 7b라는 거에요





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이건 지구에서 980광년 떨어진 PSR B1257+12라는 펄서에요


직경은 불과 10~16km에 불과하지만 우리 태양보다 무거워요 


극도로 압축 되어있기 때문에 컴퓨터 키보드 한개 정도 크기의 무게가 에베레스트산의 전체무게와 같아요


펄서에 대해서 아주 간략하게 설명하자면 펄서는 태양보다 수십배 무거운 항성이 핵융합을 할 수 있는


중심부의 모든 연료를 소진한 후 자체 중력을 이기지못해 붕괴하며 초신성 폭팔 후 남은 중성자핵이에요 


이 초신성은 태양이 100억년 동안 생성하는 모든 에너지보다 많은 에너지를 몇초도 안되는 짧은 시간에 폭발하는 것을 말해요


이 엄청난 폭발로 인해 과학자들은 초신성 주의를 돌고있던 모든 행성들은 폭발과 동시에 당연히 사라질 것으로 생각했어요


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그런데 놀랍게도 2007년에 펄서 PSR B1257+12 주의를 공전하는 세개의 행성이 발견됐어요


세 행성 모두 암석 행성이고 크기는 지구와 비슷하거나 좀 더 크고 아마도 초신성 폭발 후 남은 잔해들이 다시 모여 행성이 됐을걸로 추측해요


이 행성들이 지옥과 같은 끔찍한 환경(적어도 생명체에게)일거라 생각 되는 이유는 극도의 열기나 추위가 아닌 


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엄청난 양으로 쏟아지는 방사능 때문이에요


펄서의 양극에 등대처럼 발산하는 빛은 멀리서 보면 아름다워 보일 수 있지만 사실은


죽음의 방사능이고 그 세기는 의료용 X레이의 100만배에 달해요


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즉 펄서의 주의를 돌고있는 행성은 치명적인 방사능으로 인해 절대"무균" 상태라고 할 수 있지요





 

 

이렇게 바쁘게사는 사람들을보면 외계도 이렇게 바쁘게 사는지 궁금해하시는분들도있을꺼라생각되네요

생명이 살수있을만한 행성이 우리 지구말고 더 있는지 한번 알아보도록할게요

우선 최초의 외계행성은 1995년에 발견되었고, 2010년까지 500개 정도의 외계행성들이 발견되었는데,


nasa의 외계행성 탐색전문 위성 '케플러'를 쏘아올린 후, 16개월 동안 2321개의 행성 후보들을 발견했어(행성 후보라는 건 행성이 아닐수도 있다는 거에요.)

(2012년 2월 기준)


 

케플러 위성이 발견한 위성의 종류를 나눠보자면


지구형(암석행성, 지구크기의 1.25배 이하) 246개


슈퍼 어스형(암석,얼음의 중간, 지구의 1.25~2배) 676개


해왕성형(얼음행성, 지구의 2~6배) 1118개


목성형(가스행성, 지구의 6~15배) 210개


슈퍼 주피터형(가스행성 지구의 15배 이상) 71개


그럼 이 중에 지구처럼 생명이 살 수 있을만한 행성이 있을까요? 과학자들은 지구와 최대한 비슷한 환경에 있는


행성을 찾아나서고있어요. 우선 그 환경으로는 바로


항성의 종류가 먼저 언급됩니다


항성은 M,K,G,F,A,B,O형 별이 있는데 그중 태양은 G형에 속해, 이러한 G형 항성은 우리은하의 8%정도를 차지하고있어요,


한마디로 우리은하에는 80억개의 G형 항성이 있어, 과학자들은 이러한 G형 항성이 생명이 살기에 가장 적합한 항성이라고합니다,


왜냐하면 G형 별은 생명이 탄생하고 진화하는데 필요한 충분한 수명을 가지고 있고, 태양보다 밝은 별은 수명이 짧아 생명이 탄생할 여유가 없고,


태양보다 어두운 항성은 물이 있기 위해서는 항성 가까이에 있어야하는데 그러면 강한 방사선에 노출될 위험이 있다고합니다

 

두번째로는


행성계의 탄생 방식이에요


어떤 행성계가 '지구를 닮은 행성'을 포함하기 위해서는 '목성이나 토성같은 거대한 가스 행성이 행성계에 2개 이하' 라는 조건이 붙어있어요


왜냐하면 이러한 거대 가스 행성이 태양계의 행성들이 오랫동안 정돈된 궤도를 유지시켜주게끔 합니다


실제로 태양계의 8개 행성은 모든 궤도가 원에 가깝고, 또 그들 궤도의 면도 가지런해. 행성의 궤도면은 태양의 자전축에 대해 거의 수직이에요


 

그럼 만약 거대 가스 행성이 3개 이상있는 행성계는 어떻게 될까요? 이러한 행성계는 행성끼리의 중력으로 인해 궤도가 흩어지기 쉬워져요


그렇게 되면 다른 행성의 타원궤도가 더 찌그러지고, 이러면 공전할때 태양으로부터 거리가 크게 변하고 환경도 크게 변합니다


이러한 예를 보여주는게 바로 안드로메다자리 입실론별의 행성계에요, 이 행성계의 안쪽에서 2번째 행성의 궤도는 3번째 행성의 궤도면과 약 30도 어긋나있다고보면되구요


이처럼 지구와 닮은 행성을 찾기 위해서는 같은 행성계에 어떠한 행성이 있는지도 중요해합니다


지구와 닮은 행성을 찾기 위한 세번째 조건은


생명 생존 가능 영역입니다.


과학자들은 행성에 생명이 탄생할 수 있는 조건의 하나로 '액체인 물이 항성 표면에 존재해야한다'는 점을 들고 있어요.


왜냐하면 지구의 생명은 바다에서 태어나 진화해온 존재이기 때문이라고해요.


행성의 표면에 액체인 물이 존재할 수 있는, 주성으로부터의 거리 범위를 '생명 생존 가능 영역(해비터블 존)'이라고 합니다


이 영역에서 물이 액체인 상태로 존재할 수 있다고 과학자들은 생각하고있다고합니다


이러한 생명 생존 가능 영역의 범위는 정해진게 아니라, 항성의 밝기에 따라 범위가 달라집니다

 

저 초록색 영역이 해비터블 존입니다


그럼 지금까지는 조건을 애기했는데, 이러한 조건을 만족하는 행성이 있을까요? 


과학자들이 조사해본 바로는, 발견되었어요. 


바로 '케플러 22b'입니다


이 행성이 현 시점에서 가장 지구를 닮은 행성이에요


 

이게 바로 케플러 22b


이 행성은 지구의 약 2.38배, 온도는 약 20도, 생명 생존 가능 영역안에 있고, 주성이 G형별, 질량은 지구의 약 36배로 추정하고 있고,


주성과의 거리는 태양과 지구 사이의 거리의 약 0.85배 정도라고합니다.


그런데 아직까지는 물이 있을 수 있는 행성이고, 생명이 살 수 있는가에 대해선 아직은 확신할 순 없어요


우선 질량이 크기 때문에, 육지가 솟아오르지 못하고, 표면이 전부 바다일 수도 있다는 애기가 있어요. 


자 그럼 마지막으로 우리 은하에 지구를 닮은 행성은 몇개가 될지 확률적으로 계산해 보자면


우리 은하의 항성의 수 1000억, 그중 G형 별의 비율은 0.1, 이러한 G형 별에, 지구 크기의 행성이 있을 확률 0.2,


이러한 행성이 생명 생존 가능 영역에 있을 확률 0.5 이렇게 개산하면 지구형 행성수는 약


10억개, 생각보다 많죠?


어쨋든, 우리가 살고 있는 지구는 위에 애기한 조건을 모두 충족시키는 그야말로 기적의 행성입니다.


 

 

 

 

 


 

 

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