외계 생명체의 존재 가능성은 얼마나 될까?

만약 외계에 생명체가 있다면 그런 생명체가 있는 천체의 수는 얼마나 될까 ? 칼 세이건은 우리 은하 내에 약 100만개의 행성들에 지적인 생명체가 살고 있을 것이라고 주장한 반면 혜성 연구의 선구자인 오토는 100개 정도라고 대답했다. 그러나 그들이 주장하는 외계 문명의 수가 어떤 과학적인 방법에 결정된 것이 아니라 상당히 직감에 의존하고 있다는 문제를 내포하고 있다. 이에 반해 체계적인 수식을 제시한 사람이 외계 생명체 연구의 개척자인 드레이크이다. 그는 다음과 같은 논리로 외계 문명 천체의 수를 수식화했다.

(1) 우리 은하 내에 별이 1000억개 정도 있다. 그러나 별은 온도가 높아 생명체가 살 수 없을 것이다. 오히려 지구처럼 별 주위에 있는 행성에서 생명체가 나타날 것이다. 그런데 모든 별이 행성을 갖고 있는 것은 아니다.



위의 논리로부터 우리 은하 내의 행성의 수를 추정해 보려면 별들 중 몇 %가 행성을 지닐 것인지, 지닌다면 평균적으로 몇 개씩의 행성을 지니는지를 알아야 한다. 즉, 별들 중 반은 행성을 갖고 나머지 반은 행성을 갖지 않는다면 우리 은하 내에는 1000억개 ×50 % = 500억개의 별들이 행성을 갖고 있다. 그러면 행성을 갖는 별은 평균 몇 개의 행성을 갖고 있을까 ? 잘 모르지만 우리 태양을 예로 들면 9개의 행성을 갖는다고 볼 수 있다. 그래서 우리 은하 내의 행성의 수는 500억개 × 9개 = 4,500억개가 된다.

(2) 모든 행성에서 생명체가 만들어지는 것은 아니다. 즉, 생명체가 만들어질 수 있는 여건이 되어야 되며, 그러한 여건을 갖추고 있다고 해서 꼭 생명체가 만들어진다는 보장도 없다.





위의 논리를 우리 태양계에 적용시켜 보자 태양계의 9개 행성 중 3개(금성, 지구, 화성) 정도는 생명체가 만들어질 수 있는 여건을 갖추고 있다고 볼 수 있다. 그러나 현재 생명체가 있다고 확신하는 것은 지구 하나 뿐이다. 이 논리를 은하계 전체에 도입하면 생명체가 태어날 수 있는 환경의 행성은 9개 중 3개 이므로 1/3의 확률이고, 그들 3개 중에서도 정말로 생명체가 만들어지는 것은 또한 1/3이다. 그래서 우리 은하 내의 생명체가 만들어질 가능성이 있는 행성의 수는 4,500억개 × 1/3 = 1,500억개이며, 다시 생명체가 만들어지는 행성의 수는 1,500억개 × 1/3 = 500억개가 된다.



(3) 어떤 행성에서 생명체가 만들어진다고 해서 모두 인간같은 지적인 생명체로 진화된다고 볼 수는 없다. 나아가 지적인 생명체로 진화했다고 할지라도 그들이 우리 지구와 교신하려면 그 만큼 우수한 기술을 가질 때까지 발전할 수 있을지도 의문이다. 나아가 외계와의 통신 기술을 갖은 상태를 얼마나 지속한 후 멸망하는 지도 알아야 한다.



위의 글로부터 우리 태양계는 지구가 유일하게 생명체를 보유한 행성이며(확실하지는 않음), 지적인 생명체를 거쳐 외계와 통신이 가능한 상태까지 왔다. 따라서 태양계를 모델로 택하면 생명체가 만들어진 행성에서 외계와의 통신이 가능한 단계까지 갈 확률이 100 %이다. 즉, 외계와 통신이 가능한 행성의 수는 500억개 × 100 % = 500억개이다. 사실은 이보다 더 적을 것이다.

(4) 우리 인간은 앞으로 얼마나 오래 동안 문명을 유지할 수 있을까 ?



만약 우리 인간이 앞으로 200년 정도 더 문명을 유지할 수 있다면, 그리고 우리 은하의 나이를 100억년이라 가정하면 외계와 통신이 가능한 행성이 현재 발견될 확률은 200년/100억년이므로, 현재 외계와 통신이 가능한 행성의 수는 결국 500억개 × (200년/100억년) = 1,000개가 된다.



앞에서 유도한 값은 아주 부정확 값이다. 도입된 많은 확률이 상당히 부정확하며, 현재로서는 정확한 추정이 불가능하다. 어떤 것은 지나치게 높게 추정되었을 것이고, 또 어떤 것은 지나치게 낮게 추정되었을 것이다. 예를 들면 비록 통신이 가능한 문명이 200년밖에 지속할 수 없다 할지라도 그런 문명은 대개 은하 생성 초기에는 없었고, 오히려 은하가 지금처럼 상당히 진화된 상태에서 나타날 것이다. 그런 면에서 보면 확률은 높아진다. 그러나 기타 변수들은 지나치게 높게 잡았을지도 모른다. 어째든 앞의 과정을 수식으로 표현하면 다음과 같으며, 이를 드레이크 방정식이라 한다.

희대의 미스터리 버뮤다 삼각지대

UFO의 장난?? 미스터리 써클

N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L



N : 우리은하 내에 현재 외계와 통신이 가능한 행성의 수

R* : 우리은하 내에서 별들이 1년에 몇 개나 생성되는지를 나타내는 숫자이다. 일종의 별 생성속도인 셈이다. 구체적으로는 우리은하내에 있는 별들의 수를 별의 평균수명으로 나눈 값이다. 우리 은하에는 1천억개의 별이 있고 보통 별의 수명이 1백억 년이므로 R*값은 10으로 추정한다.



fp : 별 중에서 행성을 가지고 있는 확률이다(p : planet). 별의 형성이론에 따르면, 원시성운으로부터 태양 정도의 질량의 별이 탄생할 때 행성계를 가지는 것은 보편적인 현상이다. 그러나 태양형 별의 반은 쌍성을 형성하는데, 이때에는 행성계를 만들기가 어렵다.



ne : 행성계 내에 생명이 살 수 있는 행성의 수이다. 생명이 살수 있는 행성이란 우선 표면이 단단한 지구형 행성이어야 하며, 별과의 거리가 적당히 떨어져 있어 생명체가 의지할 수 있는 적정한 에너지가 공급되어져야 한다.



fl : 행성 내에 생명이 탄생할 수 있는 확률이다(l : life). 생물학자들 중에는 앞에서와 같은 조건이면 생명이 탄생하는 것은 필연이라고 주장하는 사람이 있는 반면에, 생명은 그처럼 쉽게 생겨나지 않는다고 주장하는 사람들도 있다.



fi : 생명체가 지적 문명체로 진화할 확률이다. 미생물만 생기면 자연의 섭리에 따라 시간이 지나면서 지적인 생물이 태어난다고 할 때의 값이 1이다. 이것 역시 사람들마다 여러가지 값을 가질수 있음을 알아야 한다.



fc : 지적 문명체가 다른 별에 자신들의 존재를 알릴 통신기술을 가질 확률을 의미한다(c : communication). 지구 문명은 20세기 초까지 다른 별과 통신할 만큼의 문명을 발달시키지 못했다. 물론 여기에서도 태양계 내에서 통신하는 것과 외부 항성까지 통신하는 것과는 큰 차이가 있음을 고려해야 할 것이다.



L(length) : 기술문명이 존속하는 기간이다(단위 : 년). 진화된 문명이 영원히 존재할 수는 없는 일이다. 인류문명만 하더라도 기술 문명을 갖추기 시작한 것은 1백년밖에 되지 않는데 핵전쟁이라든가, 소행성 충돌등의 요인으로 소멸할 가능성은 많다.

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