왜 아직 외계인을 찾지 못한 거지?

페르미 역설에 대한 새로운 논문은 왜 우리가 외계인을 절대 찾지 못할 것인지 설득력 있게 보여줍니다.

어느 여름밤, 내가 어렸을 때, 엄마와 나는 별들과 유성들과 행성들을 찾아 밤하늘을 뒤지고 있었습니다.

갑자기 밝은 빛에서 희미한 빛으로 꾸준히 빛을 내는 물체가 눈에 들어왔고, 그것은 보통의 항공기의 빨간 깜빡이를 가지고 있지 않았고, 별똥별이 되기에는 너무 천천히 가고 있었습니다.

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분명히 외계인들이었습니다.

어머니가 태양이 궤도를 따라 굴러가면서 태양을 포착하는 위성이라고 설명하는 바람에 흥분은 잠시, 실망한 채 잠자리에 들었습니다. 그 당시 X파일은 일주일에 두 번 TV에 나왔고, 저는 정말 믿고 싶었습니다.

오늘날 그 희망은 할리우드 영화, 대중의 상상력, 그리고 심지어 과학자들 사이에서도 여전히 살아 있습니다. 과학자들은 20세기 전환 무렵 라디오 기술의 출현 직후에 외계 신호를 찾기 시작했고, 전 세계의 천문학자 팀들은 1980년대 이후 공식적으로 외계 지능 찾기 (SETI)에 참여해 왔습니다.

그러나 우주는 생명체가 없는 것처럼 계속 나타납니다.

이제 옥스포드 대학의 연구자 팀은 이 난제에 새로운 관점을 제시합니다. 6월 초, 인류의 미래 연구소(FHI)의 앤더스 샌드버그, 에릭 드렉슬러, 토비 오드는 외계 신호의 예상되는 존재와 우주의 명백한 결핍 사이의 불일치인 페르미 역설을 해결할 수 있는 논문을 발표했습니다.

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새로운 통계 방법을 사용하여, 이 논문은 "우리는 혼자인가?"라는 질문을 다시 던지고 몇 가지 획기적인 결론을 내립니다. 우리 지구인들은 은하수의 유일한 지능일 가능성이 있을 뿐만 아니라, 관측 가능한 우주 전체에서 우리가 혼자일 가능성은 약 50% 정도입니다.

그 발견들이 외계인의 가능성에 대해 생각하는 데 도움이 되는 반면, 지구상의 생명체가 가까운 미래에 직면할 수 있는 멸종의 위험에 대한 우리의 접근 방식을 재구성하는 데 훨씬 더 중요할 수 있습니다.

다들 어디 있어요?

1950년, 로스 알라모스 국립 연구소에서 일하는 동안, 물리학자 엔리코 페르미는 점심을 먹으며 동료들에게 "모두 어디에 있습니까?"라고 외친 것으로 유명합니다

그는 지구 밖의 다른 생명체에 대한 증거가 놀랍도록 부족하다고 곰곰이 생각해왔습니다. 약 140억 년 동안 존재해 왔고, 그 시기에 10억 개 이상의 별들이 개발된 우주에서 페르미는 지구 밖에는 다른 지적 문명들이 분명히 존재할 것이라고 추론했습니다. 그렇다면 그들은 어디에 있을까요?

우리는 아직도 모르고, 페르미 역설은 시간이 지나면서 더욱 강해졌을 뿐입니다. 1950년대 이후로 인류는 달 위를 걸어 다녔고, 태양계 너머로 탐사선을 보내기도 했으며, 심지어 재미로 전기 스포츠카를 태양의 궤도로 보내기도 했습니다. 만약 우리가 100만년 이내에 초보적인 목기에서 이러한 공학적 업적으로 발전할 수 있다면, 분명 138억년 된 우리 우주에 다른 문명들도 비슷한 수준으로, 그리고 훨씬 더 멀리까지 발전할 수 있는 충분한 기회가 있었을 것입니다?

그리고 나서, 우리 망원경에 도달하는 전파 신호나 그것들의 확장의 시각적인 단서들이 분명히 있을 것입니다.

과학자들이 페르미 역설을 다루기 위해 노력하는 방법과 이 논문이 다른 이유

공간은 넓은 곳이고, 작은 녹색 남성의 가능성을 정확하게 추정하는 작업은 쉽지 않습니다.

1961년, 천문학자 프랭크 드레이크는 7개의 "매개변수"를 곱하여 특정 순간에 우리 은하 내에서 기대해야 할 감지 가능한 문명의 수 N을 추정하는 공식을 제안했습니다:

드레이크 방정식은 외계 생명체의 확률에 대한 과학적 논의를 자극하기 위한 대략적인 도구로 의도되었을 뿐입니다. 그러나 합리적인 대안이 없는 상태에서, 그것은 외계 지능의 확률을 계산하는 천문학자들의 유일한 방법으로 남아 있습니다. 이것은 R*와 같은 일부 매개 변수들(연간 새로운 별의 형성 비율)이 상대적으로 잘 알려진 반면, 다른 매개 변수들은 매우 불확실하기 때문에 문제가 있습니다.

탐지 가능한 문명의 평균 수명인 L을 예로 들어보자. 우리가 여기 지구에서 과거 문명의 평균 길이를 본다면 낮은 값을 가정하는 것은 무리가 없을 것이다. 만약 로마인, 잉카인, 이집트인들이 지나야 할 것이라면 몇 백 년을 지나기는 어려워 보인다. 반대로, 일단 문명이 성간 여행을 달성할 수 있을 정도로 기술적으로 발전하면 수십 억 년을 지속할 수 있다고 주장할 수도 있다.

이 거대한 불확실성은 드레이크 방정식을 휘두르는 사람의 낙관론이나 비관론에 궁극적으로 취약하게 만듭니다. 그리고 이것은 결과가 100억에서 수십 억까지의 N 값을 제공하는 이전의 과학 논문에 반영됩니다.

천문학자이자 SETI의 공동 설립자인 질 타터는 2000년 내셔널 지오그래픽과의 인터뷰에서 "드레이크 방정식은 우리의 무지를 정리하는 훌륭한 방법입니다."라고 웅변했습니다

이러한 취약성을 극복하기 위한 성실한 시도는 이전에 각 매개 변수 값에 대해 소수의 보수적, 중간 및 강세 최적 추정치를 선택한 다음 이들에 대해 평균을 취함으로써 수행되었습니다.

FHI 연구자들은 "페르미 역설을 해결하다"라는 제목의 새로운 논문에서 이 기술이 어떻게 일반적으로 필요한 것보다 훨씬 더 높은 N 값을 만들어내는지 보여줌으로써 이 방법을 반박하고, 역설에 대한 환상을 만들어냅니다.

이것은 단지 몇 점의 추정치를 선택하여 드레이크 방정식에 연결하는 것은 우리의 지식의 상태를 잘못 나타내기 때문입니다. 예를 들어, L의 값에 대해 서로 다른 의견을 가진 세 명의 과학자를 생각해 보세요:

만약 당신이 1부터 1000까지의 모든 가능한 정수 값들의 정규, 선형 평균을 취한다면, 당신은 과학자 C의 의견이 과학자 A의 의견보다 90배 더 큰 것을 암시적으로 고려할 것입니다. 당신이 로그 척도를 사용하여 각 과학자의 범위가 크기의 한 순서에 대응되도록 위를 나타내면, 세 가지 의견은 모두 더 동등하게 표현될 것입니다.

따라서 연구자들은 가능한 모든 값의 범위를 로그 스케일로 나타내고 N에 대한 통계적으로 더 신뢰할 수 있는 추정치를 얻기 위해 수백만 번의 시뮬레이션을 실행했습니다. 그들은 베이지안 업데이트라고 알려진 기술을 그 결과에 적용했습니다. 그것은 우리가 아직 외계 지능을 발견하지 못한 정보를 수학적으로 통합하는 것을 의미합니다 (외계인의 증거가 없다는 것은 증거 자체이기 때문입니다!).

이 두 단계의 과정은 놀라운 결과를 낳았습니다: 우주생물학적 지식의 현재 상태에 기초해 볼 때, 우리가 이 은하계의 유일한 문명일 확률은 53에서 99.6퍼센트이고, 관측 가능한 우주의 유일한 문명일 확률은 39에서 85퍼센트입니다.

이것은 우리가 알고 있는 생명체가 이해할 수 없을 정도로 희귀하며, 만약 다른 지능들이 존재한다면, 그것들은 아마도 우주론적 지평선을 훨씬 벗어나서 우리에게 영원히 보이지 않을 것이라는 것을 암시합니다.

하지만 인생이 그렇게 드물 수는 없지 않습니까?

확실히 하기 위해, 논문의 저자들은 외계인이 존재하는지 여부에 대해 명확한 주장을 하고 있지 않은 것 같습니다. 단순히 7개의 매개 변수에 걸쳐 현재 우리가 알고 있는 지식은 우리가 혼자일 가능성이 높다는 것을 암시합니다. 새로운 정보가 사용 가능해지면, 그들은 그 가능성을 그에 따라 업데이트할 것입니다. 예를 들어, 만약 우리가 혜성이나 다른 행성에서 생물 발생의 두 번째 사례(무생물에서 나오는 초보적인 생명의 과정)를 발견한다면, 이것은 fl 매개 변수의 불확실성을 크게 줄일 것입니다.

그럼에도 불구하고 스페이스X의 최고 경영자 일론 머스크가 트위터를 통해 다음과 같은 글을 올린 후 그들의 결과는 확실히 큰 파장을 일으켰습니다:

"이것이 우리가 우주 문명이 되고 다른 행성으로 생명을 연장함으로써 의식의 빛을 보존해야 하는 이유입니다."

많은 사람들은 이 논문의 연구 결과에 대해 인간 중심적이고 편협하다고 말하며 우리 지구인들이 어떤 식으로든 특별하다는 결론은 단순히 인간의 오만이라고 주장했습니다.

이는 우주에서 지적 생명체가 극히 드물다는 생각이 완전히 직관에 어긋나는 것처럼 느껴지기 때문에 어느 정도 이해할 수 있습니다. 우리는 돌고래나 문어와 같은 다른 지적 생명체와 함께 존재하기 때문에 우리가 보는 것은 지구 너머에서 외삽 가능해야 한다고 가정합니다.


하지만 이것만이 지능적인 문명이 어디에나 존재한다는 증거는 아닙니다. 진정한 가능성이 2분의 1만큼 높든, 1조분의 1만큼 상상할 수 없는 것이든 간에, 의식적으로 그 질문을 할 수 있는 단순한 능력은 생명이 이미 성공적으로 기원했다는 사실에 달려 있습니다.

이 현상은 관찰자 선택 효과로 알려져 있는데, 이는 우선 관찰자가 사건을 관찰하기 위해 그곳에 있어야 하기 때문에 사건의 가능성에 대해 생각할 때 발생할 수 있는 편견입니다. 우리는 단 하나의 데이터 포인트(우리)를 가지고 있기 때문에 지능적인 생명의 진정한 가능성을 예측할 신뢰할 수 있는 방법이 없습니다. 우리가 자신 있게 도출할 수 있는 유일한 결론은 그것이 존재할 수 있다는 것입니다.

그래서 만약 우리가 혼자라면, 이것은 좋은 소식일까요, 나쁜 소식일까요?

당신이 어느 쪽을 택하든, 우리가 우주에 혼자 있을 수도 있다는 생각은 심각한 과학적 철학적 의문을 제기합니다. 우리의 희귀성은 축하할 일인가 아니면 실망할 일인가요? 인간이 우주에서 유일하게 의식이 있는 존재라는 것은 무엇을 의미할까요?

이 마지막 질문은 매우 중요합니다. 우리는 환경자원을 지속 불가능한 속도로 고갈시키고 있을 뿐만 아니라 인류 역사상 처음으로 우리 종족의 미래 전체를 우리 손에 쥐고 있는 기술적 단계에 도달했습니다. 몇 년 안에 우리는 지구상의 모든 인간을 말살시킬 수 있을 만큼 충분한 핵무기를 만들었고, 이 무기들을 단번에 우리 지도자들이 사용할 수 있도록 했습니다. 매 십년마다 우리에게 엄청난 양의 재화와 엄청난 파괴의 가능성이 점점 더 증가하는 새로운 기술을 가져다 주었습니다.

우리가 새해를 알렸을 때, 원자 과학자 회보는 최후의 날 시계를 지금까지 자정까지 가장 가까운 시간으로 옮겼습니다. 한편, 실존적 위험에 처한 다양한 전문가들의 추정에 따르면 금세기 말까지 완전한 인간 멸종의 가능성은 5%에서 19% 사이에 있다고 합니다. 이는 판돈을 고려할 때 용납할 수 없을 정도로 큰 확률입니다.

이 어두운 도박은 오늘날 살아있는 70억명의 사람들에게 영향을 미칠 뿐만 아니라, 자신들의 존재를 결코 살아가지 못할 미래의 수십억명의 사람들의 도덕적 무게를 고려한다면, 우리가 시급히 집단행동을 해야 할 필요가 있다는 것이 분명해집니다.

칼 세이건(Carl Sagan )이 1990년 페일 블루 닷(Pale Blue Dot) 연설에서 유명하게 말했듯이, "이 모든 광활함 속에서, 우리 자신으로부터 우리를 구하기 위해 다른 곳으로부터 도움이 올 것이라는 암시는 없습니다. 지구는 지금까지 알려진 유일한 생명체가 사는 곳입니다. … 지구는 우리가 설 곳입니다."

그가 틀린 것은 아닙니다. 특히 이 논문의 발견에 비추어 보면 그렇습니다. 인류가 정말로 이 우주에 존재할 수 있는 유일한 문명이라면, 우리는 천문학적 규모의 책임을 지고 있습니다.