페르미의 역설

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• 관련문서: 외계 생명체, 외계인

“

Where is everybody? 모두 어디에 있는가?

”

“	Two possibilities exist: Either we are alone in the Universe or we are not. Both are equally terrifying. 두가지 가능성이 있다. 우주에 우리만 존재하거나 그렇지 않거나. 둘다 똑같이 두려운 일이다.	”
	— 아서 클라크

Fermi Paradox

특이하게도 과학적 근거를 기반으로 하지 않고 있다.

개요

페르미 역설이란 노벨 물리학상을 수상한 이탈리아의 천재 물리학자였던, 엔리코 페르미가 외계의 지적 생명체의 존재 여부를 두고 '모두 어디에 있는가?'라고 물었던 일화에서 유래했다

페르미는 당시에 여겨졌던 것처럼 우주의 나이가 오래 되었고 무수히 많은 항성이 있으며 그 항성들이 지구와 유사한 행성을 거느리고 있다면, 인류가 아닌 지적생명체 역시 우주에 널리 분포하고 있어야하며, 그 중에서 몇몇은 지구에 도달했어야한다고 생각하였다.

1950년에 그는 동료들과의 점심식사에서 그에 대한 논의가 나오자, "그러면 그들은 어디에 있는가?"라는 질문을 했다고 한다. 이러한 종류의 문제제기는 페르미가 처음이 아니었으나, 페르미는 이 문제를 '외계인의 존재 가능성'에 대한 문제로 단순화한 것이 특징이다.

1975년에는 마이클 하트(Michael H. Hart)가 이 문제에 대한 연구를 시작하였으며, 이것은 '페르미-하트의 역설'이라고 불리게 되었다.

현재로선 앞으로 깨질지 안 깨질지조차도 알 수 없는 신 존재 떡밥과 우열은 다투는 묵직한 떡밥이다. 문제는 이게 존나 허무하게 끝날수도 있다는 거다.

특히 신 떡밥이 허무하게 끝날지도 모른다. 우리가 알던 신이 알고보니 광란의 악인 선각자라면 니미 씨발... 선조가 왜 들고 일어났는지 이해가 된다.

관련 영상

“

In the galactic time scale we are embryos. We've come far, but still have a long way to go. 은하적 규모의 시간의 관점에서 우리는 태아입니다. 우리는 지금까지 많이 걸어왔지만 아직도 갈길이 멉니다.

”

<youtube width="480" height="240">sNhhvQGsMEc</youtube>
주소

페르미의 역설 설명동영상 1편, 카르다쇼프 척도 문서 참조.

<youtube width="480" height="240">1fQkVqno-uI</youtube>
주소

페르미의 역설 설명동영상 2편

자막 나오니깐 봐라

그러나 반박

페르미 역설에 대한 해법은 수없이 존재한다. 표준적인 해법들은 상당히 잘 알려져 있으니 여기서 살펴보지 않겠지만, 거기에는 희귀 지구 가설Rare Earth Hypothesis(생명이 유난히 드물다는 의견)

우주여행이 굉장히 어렵다는 견해, 거리가 굉장히 멀다는 견해, 거대 필터 가설(Great Filter Hypothesis), 우리 인간이 그저 별로 흥미를 끄는 존재가 아니라는 주장 등이 있다.

하지만 이 논의의 목적은 페르미 역설에 대한 더 특이하고 신비로운 해법을 살펴보는 것이다. 이따금 기묘한 문제에 답하려면 기묘한 설명이 필요하기 때문이다.

그러니, 엔리코 페르미가 남긴 유명한 물음처럼, “모두 어디에 있을까?”

동물원 가설

《환상 특급》 에피소드에 나오는 이야기 같지만 인간이 어떤 천체적 우리에 갇혀 있을 가능성이 상당히 높다. ETI(외계 지성체)들은 우리의 작고 푸른 구슬을 오래 전 우연히 발견했지만, 어떤 이유에서인지 멀리서 관찰하고 있을지도 모른다.

어쩌면 우리가 그들에게 오락거리일 수도 있고(동물원에서 원숭이를 보듯이), 그들이 우리를 과학적 목적에서 연구하고 있을 수도 있다. 여하튼 그들은 불간섭 정책을 적용했고 인간을 홀로 내버려 두고 있다.

이 개념은 1973년 존 볼이 처음 제안했다. 그는 외계 지적 생명체가 거의 어디에나 있을 수 있지만, “그러한 생명체가 우리와 전혀 교류하지 않는다는 것은 그들이 우리를 야생보호구역이나 동물원에 따로 떼어 두었다는 가설을 통해 이해할 수 있을 것이다.”라고 주장했다.

우리 지구는 지적 생명에 교란되지 않고 마음껏 성장할 수 있도록 출입이 금지된 거대한 자연보호구역의 일부인 것이다. 이것은 특정 기술 능력을 획득할 때까지 문명들을 그대로 놔두어야 한다는 《스타 트렉》의 일급지령Prime Directive과도 관계있는 개념이다.

이것은 UFO 연구가들이 몹시 좋아하는 개념이기도 하다. 외계인들이 기본적으로 이미 지구에 왔지만 멀리서 관찰만 하고 있다는 견해이기 때문이다.

자진 격리

이것은 동물원 가설과 상당히 반대되는 이론이다. 외계 환경은 위험할 가능성이 높다. 극도로 위험할 것이다.

그래서 ETI들은 우주선으로 은하를 쏘다니며 모두와 친하게 지내기를 바라느니, 집합적이고 독자적으로 모성에 눌러앉아 이목을 끌지 않기로 결정했을 것이다. 아니면 근처 행성까지 가거나 어떻게든 위험을 피하거나...

왜 아니겠는가? 완벽히 타당한 결론이다. 특히 페르미 역설에 비추어 보면 우주는 심각한 위험으로 가득하다. 행군 중인 제국주의 문명이든, 지나는 모든 땅을 불모로 만드는 광전사 탐사선이든 간에 말이다.

그래서 아무도 자신들을 괴롭히지 않도록 지키기 위해 고등 ETI들은 누구도 들어올 수 없는 샌드버그(*앤더스 샌드버그) 탐사선(자기 복제 경비 탐사선) 방어선을 설정할 수 있을 것이다.

두더지 잡기 가설

만약 일종의 일급지령이 시행되지만, ETI들이 우리 위에 떠다니며 마음에 들지 않으면 거대한 망치로 내리칠 준비를 하고 있다고 상상해 보자. 이러한 ETI들은 은하계의 평화를 지키는 데 여념이 없는, 《지구 최후의 날》에 나오는 고트 같을 것이다.

클라투는 이렇게 말한다. “고트가 하는 일에 한계란 없소. 그는 지구를 파괴할 수 있지.” 그럼 고트나 다른 고등 ETI가 정확히 뭘 기다리고 있는 것일까? 가능성 하나는 기술적 특이점이다.

여러 생존 가능 특이점들의 우주에서 상당 부분이 극도로 위험한 인공 초지능(SAI)을 야기할 것이다. 이러한 SAI는 은하계 전체를 파괴할 수 있다.

그래서 이 나쁜 녀석이 나오지 않도록 — 좋은 녀석에게는 시작할 공정한 기회를 주는 동시에 — 은하계 클럽이 감시를 계속하는 것이다.

멸망당한 문명

자신들의 기술을 믿고 하다가 자멸하거나 위의 경우로 멸망 및 후퇴당하거나. 떠돌이 외계인에 의해 문명이 망한 경우도 있다.

전자의 경우 잘 하면 희망이 있겠지만 후자는 바라지 않는게 좋다. 떠돌이 외계인의 경우 관측자체가 매우 힘들 수도 있다.

우리 몸은 고깃덩어리래

테리 비슨이 쓴 네뷸러 상 후보 단편, 「걔들 몸은 고깃덩어리래」(*『저 반짝이는 별들로부터 (창비, 2009년)』에 수록)에 나오는 내용이다.

“	“걔들 몸은 고깃덩어리래.” “고깃덩어리?” “고기 말이야. 몸이 고기로 되어 있다니까.” “고기라고?” “틀림없어. 행성 여기저기에서 몇 놈 골라 정찰 우주선에 태운 다음, 철저하게 검사를 했지. 완전히 고깃덩어리더라.” “그럴 수가! 전파 신호는 어떻게 된 거야? 우주로 보낸 메시지는?” “라디오 전파를 써서 통화하긴 하지만 신호 자체는 몸이 아니라 기계에서 나오던데.” “그럼 기계는 누가 만들었어? 기계를 만든 존재와 접촉해야지.” “고깃덩어리들이 만들었지. 내 말이 그 말이야. 고깃덩어리들이 기계를 만들었다니까.” “말도 안 돼. 고깃덩어리가 어떻게 기계를 만들어? 생각하는 고깃덩어리가 있다는 걸 믿으라고?” “믿으라는 게 아니라 그게 사실이란 말이야. 이 생명체들이 저 구역에서 지성을 갖춘 유일한 존재인데, 고깃덩어리란 말이지.”	”
	— (* 『저 반짝이는 별들로부터』 12쪽 ~ 13쪽에서 인용)

조금 뒤에는 이런 내용이 이어진다.

“	“그럼 걔들도 말을 하기는 한다는 거네. 단어나 아이디어나 개념 같은 것은 안단 뜻이지?” “그럼, 물론이지. 고깃덩어리로 하긴 하지만.” “하지만 방금 걔들이 전파를 사용했다고 했잖아.” “전파를 사용하기는 해. 그런데 전파를 타고 무슨 소리가 들리는지 알아? 고깃덩어리 소리야. 고깃덩어리를 두드리거나 흔들면 나는 소리 알지? 걔들은 고깃덩어리를 서로 펄럭거려서 말을 해. 심지어는 고깃덩어리 사이로 공기를 내뿜어서 노래까지 할 줄 안대.” “맙소사. 노래하는 고깃덩어리라니……. 너무 심하잖아. 이제 어떻게 해야 할까?” “공식적으로, 아니면 비공식적으로?” “둘 다.” “공식적으로야 아무런 편견, 공포, 편애 없이 우주의 이쪽 사분면 구역에 사는 모든 지성체나 다중존재 들과 접촉하고, 환영하고, 기록을 남겨야 하긴 하지만……. 비공식적으로는 그냥 기록을 지우고 없었던 일로 하는 편이 나을 것 같아.” “네가 그렇게 말하길 바라고 있었어.” “무정한 것 같지만, 그래도 어느 정도여야지. 너라면 정말 고깃덩어리들과 접촉을 하고 싶겠어?” “100프로 동감이야. 도대체 뭐라고 하겠어? ‘안녕하세요, 고깃덩어리 씨, 어떻게 지내세요?’”	”
	— (* 『저 반짝이는 별들로부터』 15쪽에서 인용)

시뮬레이션 가설

누구도 우리를 찾아오지 않은 이유는 우리가 컴퓨터 시뮬레이션 속에서 살고 있으며, 이 시뮬레이션은 외계인 친구들을 생성하지 않기 때문이다.

사실이라면 다음 세 가지 중 하나를 의미한다. 먼저, 못된 놈들이 — 그러니까 신들이 — 운용하는 시뮬레이션은 우리가 은하(혹은 우주) 전체에서 유일한 문명인 듯 농간을 부렸다는 것.

아니면, 사실은 저 밖에 진짜 우주가 존재하지 않으며 시뮬레이션 된 거품 속에서는 그저 그렇게보일 뿐이라는 것(‘숲에서 나무가 쓰러졌는데 아무도 듣고 있지 않다면 나무가 쓰러지는 소리가 날까?’랑 비슷한 문제다).

좀 더 기괴한 다른 가능성은, 이 세상이란 인류 이후의 인류posthuman 문명이 페르미 역설, 혹은 다른 과학적 의문에 답을 찾기 위해 운용하는 시뮬레이션이라는 견해다.

어쩌면 다양한 가설들을 품으려는 시도로(아마 제안된 어떤 활동을 고려해 예방 차원에서) 서로 다른 원형 시뮬레이션 10억 개를 돌려, 얼마나 많은 시뮬레이션에서 우주여행 문명, 혹은 그들 같은 특이점 이후 단계의 문명이 생겨나는지 알아내는 중일 것이다.

무선 침묵(전파 침묵)

이 이론은 격리 가설과 유사하지만 그만큼 편집증적이지는 않다. 그래도 상당히 편집증적이기는 하지만 말이다. 모두들 우리 신호를 듣고 있지만 아무도 송신은 하지 않을 가능성이 있다.

그 이유는 상당히 그럴듯하다. 데이비드 브린은 능동적 SETI 시행이 정글에 소리를 지르는 행위와 같다고 주장했다(능동적 SETI는 계획적으로 고출력 전파 신호를 후보 항성계에 전송하는 것이다). 마이클 미쇼도 유사한 주장을 했다.

“확실히 짚고 넘어 가자. 능동적 SETI는 과학 연구가 아니다. 능력, 의도, 거리를 알 수 없는 외계 문명이 응답하도록 유발하는 고의적 시도다. 그렇기 때문에 정책 문제가 된다.” 우리가 성급하게 지나친 관심을 끌 수 있다는 점은 당연히 우려할 만하다.

그러므로 우리의 집합적 정부들이 언젠가 모든 능동적 SETI 활동을 중단하기로 결정하는 것도 가능한 일이다. 우리는 그냥 듣는 데 만족해야 하는 것이다. 하지만 만약 우주의 모든 문명들이 똑같은 정책을 취했다면 어떻게 될까?

그러면 모두 무선 침묵 상태에 있다는 말이 된다.

여담이지만, 듣는 것도 위험할 수 있다. SETI는 외우주에서 온 악성 바이러스를 다운로드할 위험이 있을지도 모른다.

암흑의 숲

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주소

“

우주에 수많은 문명이 있지만 서로를 피해 숨어다니는 걸지도 모릅니다. 어쩌면 과거에 주의를 끌었던 문명들은 보이지 않는 화살을 맞고 전멸해버렸을 수도 있습니다.

”

무선 침묵의 확장판. 알고 있으나 혹시 모르니 피해다닌다는 거다. 어그로 끌면 멸망한다더라.

운 좋으면 친하게 지낼 수는 있다.

이게 사실이라면 우리 우주는 생각보다 흉흉한 곳일지도.... 미래에 외계 문명이라도 만난다면 인사부터 제대로 해야될거다. 모가지도 간수 잘하고.... 성간 문명간 전쟁은 한쪽이 다뒈지거나 석기 아니면 고대, 중세로 돌아가야 끝난다고 하니 말다했다.

외계인들은 모두 방콕족

이 이론은 실제 가능하므로 그렇게 기묘하지는 않다. 카르다셰프 제2형 문명(*에너지 소비가 태양이 생산하는 양과 동일한 수준)에 진입한 고등 ETI들은 모든 은하적 규모의 야망을 잃을 수 있다.

다이슨 구(*항성을 완전히 감싸 모든 에너지를 얻는 거대구조물)나 마트료시카 뇌(*항성의 모든 에너지를 컴퓨터 계산 능력에 쏟아 붓는 거대구조물로 마트료시카 인형처렴 겹쳐진 다이슨 구를 이용해 에너지 효율을 최대화한다)가 건설되면 외계 문명은 그 지역에서 주체 못할 만큼 많은 활동과 모험을 할 수 있을 것이다.

거대한 슈퍼컴퓨터들은 수많은 우주를, 수없이 긴 영겁을 시뮬레이션 할 수 있을 것이다. 그 속도와 변화는 지겹고 낡은 유사 세계에서 보이는 것과 전혀 다를 것이다.

반면 은하계 다른 지역은 지루하고 황량한 곳처럼 보일 것이다. 우주는 백미러에 비치는 풍경과 다름없을 것이다.

우리는 신호를 읽을 수 없다

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지금, ETI의 신호가 우리 주위에 잔뜩 있지만 그것을 알아볼 수 없을 가능성도 굉장히 크다. 우리가 멍청해서 알아챌 수 없거나 신호를 감지하려면 기술이 더 발달해야 하는 경우다. 현재의 SETI 접근법에 따르면 우리는 전파 흔적을 잡아내야 한다.

하지만 우리보다 훨씬 발달한 문명은 전혀 다른 기술을 사용하고 있을지 모른다. 예를 들어 레이저로 신호를 주고받을 수 있다. 레이저는 빽빽이 집중된 광선으로 정보 대역도 탁월하므로 훌륭하다. 또한 은하의 먼지 같은 성간 물질을 관통할 수 있다

아니면 ETI는 천체면 통과 감지법을 활용함으로써 ‘명함’을 사용할 수도 있다(즉 삼각형이나 사각형처럼 완벽히 기하학적인 거대 구조물을 건설해 항성 궤도에 올려두는 것이다).

그리고 스티븐 웹이 지적했듯 전자기 신호, 혹은 중력파 신호, 입자 신호, 타키온 신호, 우리가 이해하는 물리를 완전히 벗어난 뭔가를 사용할 가능성이 있다.

그들이 사실 전파 신호를 사용하지만 우리가 어느 주파수를 맞춰야 할지 모를 가능성도 높다(전자기 스펙트럼은 굉장히 광범위하다). 더 개념적으로 우리는 결국 전혀 기대하지 않은 곳에 묻힌 메시지를 발견할지도 모른다. 우리 DNA 같은 데에서 말이다.

그들은 모두 은하 가장자리에서 시간을 보낸다

이 흥미로운 해법은 밀란 M. 치르코비치와 로버트 브래드버리가 가정한 이론이다.

그들은 “은하 원반부 바깥 지역이 진보형 SETI의 대상 지역으로 가장 가능성이 높다고 제안한다.”라고 썼다. 복잡한 지적 커뮤니티들은 정보 처리 능력이 증가함에 따라 은하계 바깥으로 이주하는 경향이 있다는 점이 그 이유다.

왜일까? 기계에 기반을 둔 문명들은 거대한 슈퍼컴퓨터 때문에 폐열을 처리해야 하는 큰 문제가 생기기 때문이다. 굉장히 추운 곳에 주둔지를 세워야 할 것이다. 그리고 은하 바깥 테두리가 딱 그렇다.

그 결과로 특이점이 지난 ETI들과, 고깃덩어리에 기반을 둔 생명체는 은하에서 서식가능지역이 서로 다를 것이다. 따라서 고등 ETI들은 생물친화적 서식가능지역을 탐사하는 데 흥미가 없다. 이 말은 우리가 ET를 엉뚱한 곳에서 찾고 있다는 뜻이다.

흥미롭게도 스티븐 울프럼은 언젠가 무열(無熱) 컴퓨팅이 가능해질 것이기 때문에 이 해법이 페르미 역설을 풀지 못한다고 내게 말한 적 있다.

정향적 범균설(외계 생명체 유입설)

어쩌면 우리가 ETI와 접촉하지 못한 이유는 우리가 외계인이기 때문일지도 모른다. 적어도 그들의 후예거나.

프랜시스 크릭(그렇다, 그 프랜시스 크릭이다)이 처음 가정한 이 이론에 따르면 외계인들이 다른 행성에 생명을 촉발시키고는(생식력이 있는 행성 후보들에 포자를 보내는 식으로) 사라진다. 영원히. 아니면 결국 나중에 돌아올 수도 있다.

문제는 적으로 돌아올지 아니면 현자로 돌아올지...

이 개념은 SF에서 널리 다룬 문제다. 《스타트렉: 넥스트 제너레이션》의 「추적The Chase」 에피소드에서는 엄청 평범한 휴머노이드 살롬 젠스(*여배우 이름)가 그 종족이 알파 사분면의 모든 생명을 초래했다고 설명하며, 리들리 스콧의 《프로메테우스》에서는 한 외계인이 원시 지구에 생명을 뿌리는 것처럼 보인다. 아서 C. 클라크의 『2001 스페이스 오디세이』도 이 개념을 채택해, 모노리스가 엄청난 진화적 도약을 유발한다.

우리가 아는 생명체가 아님

우리가 아는 유기체가 아닐 수도 있다는 소리다. 기계일 수도 있고 고차원 생명체일 수도 있고....

상전이 가설

이 이론은 희귀 지구 가설과 유사하지만, 우주가 여전히 발달하고 변화한다고 주장한다. 그 결과 고등 지능을 뒷받침하는 환경은 최근에야 자리를 잡았다.

이것이 우주학자 제임스 애니스가 우주 상전이 모델이라고 언급한 이론으로, 대 침묵에 대한 천체물리학적 설명이다.

애니스는 이 이론을 설명하는 조절 메커니즘으로 감마선 폭발 빈도를 꼽는다. 감마선 폭발은 말 그대로 넓은 은하를 멸균하는 대격변이다.

“은하 곳곳에서 생명이 사는 지역에 감마선 폭발이 사실상 치명적이라고 추정하면, 그것은 폭발 사이의 휴지 기간이 지능의 진화 시간과 비슷해질 때까지 지능의 발흥을 막는 메커니즘이다.”

다시 말해 감마선 폭발은 너무 잦으며, 지적 생명체는 항성 간 이동 능력을 개발하기 전에끊임없이 제거된다는 것이다. 그러나 감마선 폭발 빈도가 감소하고 있음을 고려하여 미래를 보면, 상황이 바뀌고 있다.

“은하는 현재, 지적 생명체가 결여된 평형 상태와 지적 생명체로 가득한 다른 평형 상태 사이의 상전이를 겪고 있다.”라고 애니스는 말한다.

정말 좋은 소식이다.

이미 지구에 와 있음

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말그대로 오래전에 지구에 찾아와 숨어 살거나 드르렁 하고 있다는 거다. 전자는 다수고 후자는 한명이나 존나게 세다 카더라. 페니와이즈나 킹 기도라가 이 케이스.

보통 이런 애들은 남극 빙하 밑 어딘가나 우리가 발견하지 못한 동굴 깊은 곳에 있다카더라. 그런 곳에는 이계로 가는 차원문도 존재한다카더라.

위에 것 말고도 지구 근처에 있는 외계인도 있다 카더라. 우주선일 경우 터무니 없이 작다면 무인 우주선일 거다. 그 정도로 기술이 발달했다면 가기 전에 무인기부터 보내지...