참세상

소마젤란은하에 위치한 젊은 성단 NGC 602다. 제임스 웹 우주망원경을 활용한 천문학자들은 이곳에서 우리은하 밖에서 최초로 발견한 갈색왜성 후보들을 확인했다. 출처: 유럽우주국(ESA) / Webb, 미국항공우주국(NASA) 및 캐나다 우주청(CSA), P. 자이들러(P. Zeidler), E. 사비(E. Sabbi), A. 노타(A. Nota), M. 자마니(M. Zamani)

외계인은 존재하는가? 지구가 정말로 지적 생명체를 보유한 유일한 행성일까?

외계 생명체의 존재에 대한 논쟁은 가장 초기의 토착 사상과 서양 사상으로까지 거슬러 올라간다.

그러나 서양 과학에서 증거를 만들어내는 도구는 변화해왔다. 고대 그리스의 철학적·신학적 논의에서 점점 더 정교해진 망원경, 그리고 우주 비행과 탐사로 발전했다.

이러한 발전에는 궤도선, 착륙선, 탐사 로버로 구성한 로봇 탐사대를 활용한 미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사 임무와, 지구에서 약 150만 킬로미터 떨어진 태양 궤도를 도는 제임스 웹 우주망원경의 개발이 포함된다.

미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사 임무를 시계 방향으로 왼쪽 위부터 나열하면 퍼서비어런스 로버와 인제뉴이티 화성 헬리콥터, 인사이트 착륙선, 오디세이 궤도선, 메이븐 궤도선, 큐리오시티 로버, 화성 정찰 궤도선이다. 출처: NASA/JPL-Caltech

철학과 신학

아리스토텔레스의 우주관은 고대 그리스 세계를 지배했다. 그는 우주에는 하나의 세계만 존재하며, 그 중심에는 움직이지 않는 지구가 있다고 주장했다. 행성들은 지구 주위를 공전하고, 그 바깥에는 별들의 구, 즉 천상이 존재한다.

그는 『천체에 관하여』(On the Heavens)에서 다음과 같이 썼다. “따라서 천상 밖에는 장소도, 공허도, 시간도 존재하지 않는다. 그러므로 그곳에 존재하는 것은 어떤 장소도 차지하지 않으며, 시간에 의해 늙지도 않는다.”

알렉산더 대왕에게 가르치는 아리스토텔레스를 묘사한 1866년 판화다. 프랑스 판화가이자 삽화가인 샤를 라플랑트(Charles Laplante)가 제작했다. 출처: Wikimedia Commons

이후 아리스토텔레스의 사상은 가톨릭 교회에서 논쟁을 불러일으켰다. 일부 신학자들은 그의 사상이 지나치게 지배적이 되는 것을 우려했다. 파리의 주교 에티엔 탕피에는 이러한 비판에 대응해 1277년 ‘1277년 단죄(Condemnation of 1277)’를 발표했다. 그는 아리스토텔레스 사상에서 유래한 다수의 명제를 포함한 219개 명제의 교육을 금지하고, 이를 어길 경우 파문할 수 있다고 경고했다.

제34항에서 탕피에는 아리스토텔레스를 따르며 신이 다른 세계를 창조할 수 없다고 주장한 이들을 비판했다. 그는 이러한 입장이 신의 전능성을 부정하는 것이라고 주장했다.

전능성에 대한 논의를 더욱 확장한 신학자로 니콜라우스 쿠사누스(Nicholas of Cusa)가 있다. 그는 1440년에 출간한 『학식 있는 무지』(Of Learned Ignorance)에서 거주 가능한 세계가 다수 존재할 수 있음을 명시적으로 주장했다.

망원경의 발명

한 세기 후 니콜라우스 코페르니쿠스는 『천구의 회전에 관하여』(On the Revolutions of the Heavenly Spheres)에서 지구를 천상으로 끌어올렸으며, 지구가 태양을 중심으로 공전한다고 주장한 최초의 사상가가 되었다. 이로써 지구는 하나의 행성이 되었다. 그리고 지구가 생명을 포함한 행성이라면, 다른 행성에도 생명이 존재할 수 있다고 주장하는 것이 합리적이지 않을까?

니콜라우스 코페르니쿠스의 태양중심설을 묘사한 그림이다. 출처: Wikimedia Commons

17세기 초 망원경의 발명은 이러한 생각에 더 큰 동력을 제공했다. 망원경은 예를 들어 달이 아리스토텔레스 학파가 믿었던 것처럼 완전한 구형이 아니라 분화구와 산으로 이루어져 있어 지구와 유사한 천체임을 보여주었다.

세기 말에 이르러 베르나르 르 보비에 드 퐁트넬(Bernard Le Bovier de Fontenelle)은 최초의 ‘과학 베스트셀러’인 『다수 세계에 관한 대화』(Conversations on the Plurality of Worlds)를 집필했다. 퐁트넬은 태양계의 모든 행성뿐 아니라 다른 별을 공전하는 행성에도 생명체가 존재할 가능성을 추측했다.

그러나 이러한 주장에 대한 경험적 증거는 거의 없었으며, 이러한 상황은 제2차 세계대전 이후까지 지속했다.

화성을 향한 경쟁

제2차 세계대전 이후 각국 정부는 과학에 막대한 자금을 투입하기 시작했으며, 과학은 국가의 번영에 필수적인 요소로 인식되었다. 그 결과 천문학과 행성과학이 크게 발전했다.

미국에서는 소련과의 우주 경쟁과 국제적 위신 확보 경쟁이 태양계 전역으로 우주선을 보내는 원동력이 되었다.

20세기 초에는 화성 표면에서 관측된, 길고 곧은 선 모양 구조를 둘러싼 논쟁이 있었다. 일부 사람들은 화성인이 극지방의 물을 건조한 사막 지역으로 운반하기 위해 운하를 건설했다고 믿었다.

미국항공우주국(NASA)의 마리너 4호(Mariner 4)가 1965년에 촬영한 최초의 화성 근접 사진을 생성한 비디콘 튜브 카메라(Vidicon Tube Camera)다. 1964~1965년 미국항공우주국의 마리너 4호 임무를 담은 희귀 영상과 사진이며, 해당 프로젝트에 참여한 과학자들의 견해를 함께 보여준다. 출처: 컴퓨터 역사 아카이브 프로그램

1964년 미국은 화성 탐사를 위해 마리너 4호(Mariner 4)를 발사했다. 이 우주선은 1965년 7월 화성을 근접 비행하며 다른 행성을 우주에서 촬영한 최초의 사진을 획득했다. 운하의 증거 대신 이 21장의 사진은 화성이 달과 유사한 분화구로 뒤덮인 표면을 가진 행성임을 보여주었다.

1976년이 되자 두 대의 미국 우주선이 화성 궤도를 돌았고, 또 다른 두 대의 우주선은 화성 표면에서 실험을 수행했다. 이들은 화성 토양을 채취하고 분석해 생명 존재의 흔적을 탐색했다.

1976년 7월 미국항공우주국의 바이킹 1호 우주선이 화성 표면에서 최초로 촬영한 사진이다. 출처: NASA/JPL

제임스 웹 우주망원경

오늘날 우리는 외계 생명 문제에 훨씬 더 강력한 과학적 도구로 접근한다. 1995년 천문학자 미셸 마요르(Michel Mayor)와 디디에 켈로(Didier Queloz)는 태양과 유사한 별을 공전하는 최초의 행성인 51 페가시 b(51 Pegasi b), 또는 디미디움(Dimidium)을 발견했다.

현재까지 미국항공우주국은 태양계 밖에 존재하는 외계행성을 6,000개 이상 확인했으며, 실제로는 수십억 개가 존재할 것으로 추정한다.

달 궤도 너머 약 150만 킬로미터 떨어진 곳에 위치한 제임스 웹 우주망원경은 이러한 외계행성 일부의 대기를 조사한다.

지구 대기는 천체에서 오는 대부분의 적외선을 차단하지만, 제임스 웹 우주망원경은 그 위치 덕분에 거대한 거울로 적외선을 수집하고, 탑재 장비가 이를 분석해 천문학자들이 외계행성 대기의 화학 조성을 파악하게 한다.

또한 이 망원경은 외계행성이 공전하는 별의 빛을 차단하는 장비를 사용해 외계행성 자체를 직접 영상으로 촬영한다. 그러나 현재까지 외계행성 대기에서 생명의 존재를 확정한 증거는 없다.

미국항공우주국의 퍼서비어런스 로버가 촬영한 셀피(62장의 이미지 합성)이며, 과거 유기물 존재의 잠재적 생물학적 흔적을 보이는 체야바 폭포 암석을 배경으로 한다. 출처: NASA/JPL-Caltech/MSSS

그러나 2025년 <네이처>(Nature)에 발표한 한 논문은 미국항공우주국의 퍼서비어런스 화성 탐사 로버가 제제로 분화구(Jezero Crater)의 고대 건천에서 채취한 암석 시료에 고대 미생물 생명의 ‘잠재적 생물학적 지문’이 포함될 수 있다고 주장했다.

그렇다면 이러한 외계 생명 탐색을 우리는 어떻게 이해해야 할까? SF 작가 아서 C. 클라크(Arthur C. Clarke)에게 자주 귀속되는 한 문장은 이를 잘 표현한다. “때로 나는 우리가 우주에서 혼자라고 생각하고, 때로는 그렇지 않다고 생각한다. 어느 쪽이든 그 생각은 매우 경이롭다.”

[출처] Are aliens real? Scientists have been hunting for extraterrestrial life since the time of Aristotle

[번역] 하주영