외계생명체에 관해 과학이 알아낸 것들

“우리가 우주의 유일한 존재일까?”
지구 밖, 또 다른 생명을 찾는 현대과학의 최전선

외계생명과 처음 만날 때 어떤 장면이 펼쳐질까?
인류가 태양계 너머 우주여행을 갈 수 있을까?
외계생명체에 지능이 있을 확률은 얼마나 될까?
그리고 정말 그들은 어디에 있는 걸까?

“우주에 우리밖에 없다면, 엄청난 공간 낭비일 것이다.”
― 칼 세이건 Carl Sagan

▼ 지구 밖 생명에 관해 과학은 어디까지 밝혀냈을까?
“다들 어디에 있는 것일까?” 20세기 과학계의 거장, 엔리코 페르미가 던진 질문이다. 이 간단하고도 심오한 질문은 외계 생명체를 향한 인류의 호기심에 불을 지폈다. 이후 우리는 외계인과 UFO를 목격했다는 뉴스, 영화, 소설, 증언 등을 수없이 만났다. 하지만 시간이 지나 대부분 근거 없는 거짓으로 밝혀졌고 외계 생명체에 대한 관심도 점차 시들었다.
하지만 과학은 외계 생명체를 찾는 일을 멈추지 않았다. 과학은 매일 밤 우주를 올려다보고 신호를 찾고 또 행성에 우리를 대신할 로봇을 착륙시켰다. 지금까지 많은 과학자가 지구 너머의 생명체를 찾기 위해서 오랜 시간 지식을 축적해왔다. 지구와 닮은 행성을 찾으려 노력하고, 우주에서 오는 사소한 신호도 놓치지 않기 위해 천문학적인 돈을 투자하고 있다. 그래서 인류는 인간 형상을 한 상상 속 외계인이 아닌, 지구 밖 어딘가에서 태어나는 외계 생명체에 아주 조금씩 가까워지고 있다.
이 책 《외계생명체에 관해 과학이 알아낸 것들》은 천문학자부터 NASA연구원, 유전학자, 수학자, SETI(외계지적생명체탐사) 연구자들까지, 다양한 분야의 전문가가 외계생명체라는 단 하나의 목표를 파고드는 전방위적 외계생명 탐구서다. 각 전문가가 밝혀낸 외계 생명체의 정체를 퍼즐 조각처럼 맞춰가다 보면 전혀 상상하지 못했던 외계생명체의 모습이 떠오를 것이다. 그 외계생명체는 지구 반대편에서 우리처럼 또 다른 생명체를 찾고 있을지 모른다. 칼 세이건의 말처럼, 우주에 우리밖에 없다면 엄청난 공간 낭비이니까 말이다.

“이제 지구 너머에서 생명체를 찾는 데 전념해야 할 때다.
우리가 어둠 속에 홀로 있는지 아는 것은 매우 중요하다.”
― 스티븐 호킹, 우주물리학자

▼ 우리가 찾고 있는 생명은 어떤 존재일까?
어쩌면 우리가 우주에서 생명체를 찾는 데 꼭 풀어야 할 첫 번째 과제는 생명체가 무엇인지 정의를 내리는 일이다. 인간과 유사해야 생명체라고 받아들일 것인가? 아니면 생명의 기원이라 할 수 있는 그 옛날 37억 년에 전에 생긴 미세한 단세포를 찾으려는 것인가? 그도 아니면 인간은 전혀 알 수도 없고 상상할 수도 없는 그 무엇인가?
SF 영화나 목격자들의 경험담 속 외계인은 인류와 유사한 외형에, 뛰어난 과학적 능력을 갖춘 존재이거나 독특한 모습에 능력이 뛰어난 경우가 대부분이다. 그렇지 않다면 시간을 뛰어넘어 우리 지구로 올 수 없기 때문인지도 모른다. 정말 그런 외계인이 존재할까? 아니라면 우리가 찾는 외계생명체는 실제로 어떤 모습을 하고 있을까?
우리 인류는 아직 지구에 생명체가 어떻게 생겨나고 발달해왔는지 알아내지 못했다. 생명이 혜성을 타고 우주에서 왔다는 범종설과 행성 간 물질 교환설에서 말하는 것처럼 지구에 씨가 뿌려졌을까? 아니면, 간단한 유기 화합물이 화학적인 과정을 거쳐 지구에 자연적으로 발생했을까? 우리는 생명체로의 전이가 언제 일어났는지도 모르며, 어떤 이유로 생명체가 시작되었는지도 아직 모른다. 그렇기 때문에 우주의 다른 곳에 우리 아닌 다른 생명체가 존재하는지 아닌지 확실히 알 수 없다.

▼ 세계 최고의 과학자들이 밝혀낸 외계 생명체의 모든 것
《외계생명체에 관해 과학이 알아낸 것들》은 심리학과 물리학, 신경과학에서 우주생물학에 이르기까지 각 분야에서 최고로 인정받는 사람들을 모아, 총 19개의 주제로 외계생명체에 대한 모든 면을 다룬 책이다. 이들은 각각의 주제에 대해 자신만의 독특한 관점으로 우리가 가질 법한 의문점들에 대해 답을 제시하고 있다.

- 제1장에서는 영국 왕립 천문학자이자 우주학자인 마틴 리스가 우주 안에서의 우리 위치를 주제로, 언젠가 먼 미래에 우리 자신이 우주의 ‘외계인’이 될 가능성을 예측해본다.
- 제2장은 우주생물학자 루이스 다트넬이 외계인 침공이 우리가 아는 것처럼 인류의 종말이 될 것인지, 서로를 궁금해 하는 평화적인 문명 간의 만남이 될지에 대해 생각해본다.
- 제3장은 과학방송 진행자인 댈러스 캠벨이 FBI 댈러스 지부요원의 생생한 로즈웰 이야기, 제51구역 그리고 외계인 납치 같은, 외계인과 외계인 목격에 우리가 가지게 된 집착의 역사를 재미있게 설명한다.
- 제4장은 인지 신경과학과 인공지능 전문가인 아닐 세스가 외계 지능과 우리의 지능이 어떻게 다를지를 탐구해본다.
- 제5장은 심리학자이자 초자연적 믿음과 경험을 가르치는 교수 크리스 프렌치가 외계 생명체와의 근접조우가 심리학적 현상임을 설명한다.
- 제6장은 NASA의 우주생물학자 크리스 매케이가 무엇이 생명 구성요소가 될 수 있는지를 생각해본다.
- 제7장은 우주 과학자 모니카 그래디가 우리의 첫 번째 기착지인 가장 가까운 이웃 화성을 탐구하고,
- 제8장은 행성지질학자 루이자 프레스턴이 태양계 외행성들, 특히 거대한 가스행성인 목성과 토성으로 우리를 이끈다.
- 제9장은 유명한 수학자 이언 스튜어트가 상상력이 만들어낸 외계 생명체 모습의 일부를 소개한다.
- 제10장은 화학자 앤드리어 셀라가 기본으로 들어가 모든 생물학적 현상의 핵심인 화학반응을 살펴본다.
- 제11장은 생화학자 닉 레인이 지구상의 생명체 기원에 대해 살펴본다.
- 제12장은 분자유전학자 존조 맥패든이 양자역학이 생명의 발생 속도를 빠르게 하는데 결정적인 역할을 했을 수 있다고 가정한다.
- 제13장은 이론물리학자 폴 데이비스가 더 넓은 우주론적 관점에서 외계 생명체의 존재 가능성을 살펴봤다.
- 제14장은 동물학자 매튜 콥이 지금까지 제기된 낙관론에 진지한 반론을 제기한다.
- 제15장은 유전학자이자 방송진행자인 애덤 러더퍼드가 영화에서 묘사된 외계인들을 탐구한다.
- 제16장은 우주생물학자 나탈리 카브롤은 외계인 탐사에 대한 내부자의 관점을 보여준다.
- 제17장은 MIT 천문학자인 새라 시거가 제임스 웹 우주망원경으로 무엇이 가능한지 살펴본다.
- 제18장은 우주물리학자 지오바나 티네티가 분광분석법이라는 기술을 어떻게 이용할 수 있는지 설명한다.
- 마지막 제19장은 현 SETI 연구소장인 천문학자 세스 쇼스택이 집필했다.

짐 알칼릴리(영국 서리대학교 이론물리학 교수)가 기획하고 과학자들의 글을 엮어서 만든 이 책은, 오늘날 우리가 우리 존재의 가장 근본적인 질문에 대한 답을 찾아 이제 막 모험을 시작했다는 사실을 보여준다. 어쩌면 우리는 외계인에 대해 생각을 시작으로, 우리 존재에 대한 가장 심오한 질문을 하게 되었는지도 모른다. 여기서 반가운 것은 이런 질문이 더 이상 신학자와 철학자의 고유 영역이 아니라는 점이다. 진지한 과학자들이 이 질문에 대답하기 시작한 것은 어쩌면 인류에게는 고무적인 일인지도 모른다.

천문학자이자 과학책방 갈다의 대표인 이명현은 이 책을 추천하며, 이렇게 말한다.
“이 책은 특별하다. 외계인의 문명신호 포착이 가까운 미래의 일로 기대되는 상황에서 외계인이 있는지 없는지 따지는 단순한 논쟁을 넘어서 왜 우리가 외계인을 탐색하는지 그것은 가능한 일인지, 가능하다면 언제쯤이 될지에 대해서 질문을 비껴가지 않고 현시점에서의 모범답안을 제시하고 있다.”

글쓴이

나탈리 카브롤 Natalie Cabrol
우주생물학자, 칼 세이건 센터 소장, SETI연구소 NAI 수석 연구원

닉 레인 Nick Lane
유니버시티 칼리지 런던 진화생물학자, 《미토콘드리아》 저자

댈러스 캠벨 Dallas Campbell
영국 BBC 과학 방송 진행자, 등 진행

루이스 다트넬 Lewis Dartnell
웨스트민스터대학교 우주생물학 연구원, 《오리진》 저자

루이자 프레스턴 Louisa Preston
영국 우주국 오로라 연구원, 《Goldilocks and the Water Bears》 저자

마틴 리스 Martin Rees
케임브리지대학교 트리니티 칼리지 학장, 《온 더 퓨처》 저자

매튜 콥 Matthew Cobb
맨체스터대학교 동물학과 교수, 《Life’s Greatest Secret》 저자

모니카 그래디 Monica Grady
밀턴 케인즈 개방대학교 물리학과 교수, 우주과학자

새라 시거 Sara Seager
행성과학자이자 우주생물학자, 미국국립과학원 회원

세스 쇼스택 Seth Shostak
SETI 연구소 선임 천문학자, 《우주 생명 이야기》 저자

아닐 세스 Anil Seth
서섹스대학교 컴퓨터신경과학 교수, 새클러 의식과학연구소 소장

애덤 러더퍼드 Adam Rutherford
유전학자, 작가, 《우리는 어떻게 지금의 인간이 되었나》 저자

앤드리어 셀라 Andrea Sella
유니버시티 칼리지 런던 무기화학 교수

이언 스튜어트 Ian Stewart
워릭대학교 수학과 명예교수, 《교양인을 위한 수학사 강의》 저자

존조 맥패든 Johnjoe McFadden
서리대학교 분자유전학 교수, 《생명, 경계에 서다》 공동저자

지오바나 티네티 Giovanna Tinetti
유니버시티 칼리지 런던 우주물리학 교수

크리스 매케이 Chris McKay
NASA에임스연구센터 연구과학자, 화성과학실험실 MSL 연구자

크리스 프렌치 Chris French
런던대학교 골드스미스 칼리지 이상심리연구팀 책임자

폴 데이비스 Paul Davis
이론물리학자이자 우주생물학자, 《침묵하는 우주》 저자

지은이 : 닉 레인
런던 유니버시티 대학UCL 유전·진화·환경학과의 진화생화학자로, UCL 생명의 기원 프로그램을 이끌고 있다. 런던 임피리얼 대학에서 생화학을 공부했고, 왕립시료施療병원에서 ‘장기이식에서의 산소 자유라디칼과 대사 기능에 관한 연구’로 박사학위를 받았다. 2015년에는 분자생명과학 분야에서뛰어난 공로를 인정받아 생화학학회상을 수상했다. 지은 책으로는 2010년 영국 왕립학회에서 과학도서상을 수상한 『생명의 도약』과 『바이털 퀘스천』, 『미토콘드리아』가 있다. 웹사이트 www.nick-lane.net에서 지은이와 그의 글에 대해 더 많은 정보를 얻을 수 있다.

지은이 : 짐 알칼릴리
영국의 물리학자이자 과학 커뮤니케이터. 영국 서리대학교 이론물리학 교수와 과학시민참여 Public Engagement in Science 부서장을 맡고 있다. 연구와 저술 외에도 영국 BBC TV와 라디오에서 다수의 과학 프로그램을 진행했으며, 2016년에는 대중과 과학의 소통을 진전시킨 공로자에게 수여하는 스티븐 호킹 메달 Stephan Hawking medal 의 초대수상자로 선정됐다. 국내에 소개된 책으로 《물리학 패러독스 The nine Greatest English in Science 》, 《생명, 경계에 서다 Life on the Edge 》가 있다.

옮긴이 : 고현석
연세대학교 생화학과를 졸업하고 『서울신문』, 『경향신문』, 「뉴시스」, 「뉴스1」에서 과학 및 외신 담당 기자로 일했다. 현재는 과학 책 전문 번역가로서 우주물리학, 생명과학, 과학 문화 등 다양한 분야의 책을 번역하고 있다. 옮긴 책으로 『로봇과 일자리: 어떻게 준비할 것인가?』,『인종주의에 물든 과학』, 『세상의 모든 과학』, 『느낌의 진화』 등이 있다.

추천 : 이명현

칼 세이건을 사랑하는 천문학자. 과학 저술가이자 커뮤니케이터로서 우주 과학 지식에 목마른 사람들과 성심껏 소통해 왔다. 외계 생명체를 찾는 과학 프로젝트, 세티의 한국 책임자(SETI KOREA 대표)와 메티 인터내셔널 자문위원을 맡고 있다. 전파 망원경으로 은하를 연구하는 중심지, 네덜란드 흐로닝언 대학교에서 나선 은하의 물리적 특성과 암흑 물질에 관한 논문으로 박사 학위를 받았다. 네덜란드 캅테인 연구소 연구원, 한국천문연구원 연구원, 연세 대학교 천문대 책임연구원을 지냈다. 지은 책으로는 《이명현의 별 헤는 밤》 《이명현의 과학책방》 《시민의 교양과학》(공저) 《과학은 논쟁이다》(공저) 등이 있으며 옮긴 책으로는 《침묵하는 우주》(공역) 등이 있다.
어릴 적 별을 보며 자랐던 삼청동 옛집에 과학책방 갈다를 열었다. 이곳에서 ‘시민의 과학화’를 꾀하는 다양한 문화 행사를 꾸리며 사람들을 만나고, 이어 주고 있다.

추천의 글 외계생명체를 만나고 싶다 • 이명현

 여는 글: 다들 어디에 있는 것일까? • 짐 알칼릴리

1. 외계인과 우리: 포스트휴먼은 은하에 퍼져나갈 수 있을까? • 마틴 리스

 근접조우
2. 환영받는(또는 환영받지 못하는) 방문자들: 왜 외계인들이 우리를 방문할지도 모르는가? • 루이스 다트넬
3. 비행접시: 목격과 음모론의 짧은 역사 • 댈러스 캠벨
4. 지구상의 외계인: 문어의 지능이 외계인의 지능에 대해 말해주는 것들 • 아닐 세스
5. 외계인 납치: 외계 생명체 근접조우의 심리학 • 크리스 프렌치

 지구 밖의 생명체를 어디서 찾을 것인가
6. 즐거운 나의 집: 행성을 거주 가능하게 하는 요건은 무엇인가? • 크리스 매케이
7. 바로 옆집 이웃들: 화성에서 생명체 탐색하기 • 모니카 그래디
8. 더 멀리: 거대 가스 행성에는 생명체가 살 수 있을까? • 루이자 프레스턴
9. 괴물, 피해자, 친구: 과학소설에 나온 외계인들 • 이언 스튜어트

 우리가 알고 있는 생명체
10. 무작위성과 복잡성: 생명체의 화학 • 앤드리어 셀라
11. 심해 분출구의 전기적 기원: 지구에서 생명이 어떻게 시작되었나 • 닉 레인
12. 양자적 도약: 양자역학은 (외계) 생명체의 비밀을 쥐고 있는가? • 존조 맥패든
13. 우주적 명령: 생명이 시작되는 것은 얼마나 쉬운가? • 폴 데이비스
14. 우주에는 우리밖에 없나: 외계 문명의 불가능성 • 매튜 콥

 외계인 추적
15. 우주인은 은막 뒤에서 왔다!: 영화에 등장하는 외계인들 • 애덤 러더퍼드
16. 우리는 무엇을 찾고 있나?: 외계 생명체 탐색에 대한 개괄 • 나탈리 카브롤
17. 외계인은 저 너머에 있는가?: 기술, 드레이크 방정식 그리고 다른 세계의 생명체 탐색 • 새라 시거
18. 좋은 대기: 멀리 떨어져 있는 세계에서 생명체의 징후 찾기 • 지오바나 티네티
19. 다음은?: 외계의 지적생명탐사 • 세스 쇼스택

 더 읽을거리
 애덤 러더퍼드가 선정한 반드시 봐야 하는 외계생명체 관련 영화 목록
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