외계 생명체와 그들을 찾을 수있는 곳

우리는 확실히이 천년 안에있을 것입니다.

옛날 옛적에, 평범한 별 주위의 공간에서 표류하는 외로운 바위가있었습니다. 누군가가 그것을 자기 복제 분자로 시드하고 잠시 휴가를 보내고 나중에이 무관심한 부족한 곳으로 돌아 가기로 결정했습니다. 그들은 결코 돌아 오지 않았지만, 8,500,000 개 이상의 서로 다른 유형의 자립 단체, 그들 각각이 독특하고 독특한 것을 가지고 어떻게 대응할 것인지 궁금합니다.

옛날 옛적에 나는 약 46 억 년 전을 의미합니다. 이 이야기가 사실이고 언젠가 '그들'이 다시 올 것이라고 믿는 것만 큼 진실은 다를 수 있습니다.

누군가가“당신에게 가장 독특하고 마음을 사로 잡는 두 가지가 무엇입니까?”라고 물었다면 의심 할 여지없이이 우주의 광대 함과 지구의 다양한 삶에 대한 대답이 될 것입니다. 하늘을 쳐다 보는 수많은 밤과 자연을 관찰하는 수많은 날, 아직 결정적인 대답은 없습니다.

우리는 무엇인가? 모든 것이 어디서 시작 되었습니까?

우리의 현재 이해에서 우리 우주는 약 138 억 년이되었습니다. 그것은 역사적인 순간들로 가득 찬 매우 오래된 생태계이지만, 무엇보다도 그 존재 전체에서 과학자들에게 생명의 기원 인 오늘날까지 눈에 띄는 놀라운 사건이 있습니다.

마치 우주가 자신을 정의하기 위해 생명을 창조 한 것처럼 보입니다.

오늘은 피할 수없는 질문을하고 싶습니다

“우리는 정말로 혼자인가?”

나는이 글의 끝까지 물어 보는 것이 아니라 결정적인 대답을 해줄 것이다.

이 문제를 해결하려면 먼저 인생이 어떻게 생겨 났으며 오늘날 우리가 알고있는 삶이 무엇을했는지 이해해야합니다. 우리가 '무엇을'알면 어디에서 찾아야하는지 알게 될 것입니다.

우리는 실제로 검색에서 한발 앞서 있습니다. 우리에게는 지구가 있습니다. 생명체가 번성하는 데 필요한 조건을 보여주는 생물로 가득 찬 지구 전체가 있습니다. 지구에 대한 인상적인 사실은 생명이 우리가 보는 모든 곳에 있다는 것입니다. 햇빛조차도 침투 할 수없는 해양의 가장 깊은 곳, 자연적인 간헐천과 활화산 주변 지역을 비등하고 극지방을 얼리면 삶은 어디에나 있습니다.

아이디어는 간단합니다.“한 번만 발생하면 다시 일어날 가능성이 더 높습니다. 결국 우주는 주기성을 좋아합니다.”

이제 성간 보물 찾기를 진행하여 언젠가 집에 전화 할 수있는 곳을 찾아 보도록하겠습니다. 우리는 결국 미생물의 형태로 생명체를 찾을 수 있지만, 지능적인 생명체를 찾는 것은 실제적인 일입니다. 우리가 여기서하는 방식대로 살아남을 수있는 장소에 대한 검색을 제한합시다. 그러한 장소는 아마도 우리가 존재한다고 확신하는 종류의 탄소 기반 생활 형태를 가질 것입니다. 우리는 또한 은하계에 대한 검색을 제한하고 있습니다.

잠시 동안 숙고 한 후 여기에 검색 범위를 좁히기 위해 준비한 필수 필터 목록이 있습니다.

✔ 필터 1 : 별과 바위 같은 행성

불타는 별 (이미지 출처 : 테너)

태양은 지구상의 대부분의 생명체에서 직접 또는 간접적으로 주요 에너지 원입니다. 일부 생명체는 별의 존재와 무관하게 지속될 수 있지만, 더 크고 복잡한 규모에서는 별의 에너지가 필요합니다. 최근까지 과학자들은 우리 태양계가“하나”인지 아니면 많은 것 중 하나인지 확실하지 않았습니다. 최근에 체결 된 케플러 임무에 따라 이러한 의문은 사라졌습니다. 우리는 이제 거의 모든 다른 별들이 그 주위에 행성계를 가지고 있다고 확신 할 수 있습니다. 이것은 우리 은하에있는 별보다 더 많은 행성이 있다는 것을 의미합니다. 우리는 그러한 별이 생명체가 존재하기에 적합한 조건을 제공 할 수 있다는 것을 알고 있기 때문에 태양과 같은 별을 공전하는 행성으로의 탐색을 제한하자.

다음은 간단한 직관입니다. 태양과 거의 비슷한 크기와 나이의 별이 있다면, 그것 주위에 비슷한 행성계가 있을까요? 그러한 시스템이 지구와 같은 행성을 가질 가능성은 여기에서와 같은 방식으로 생명이 진화했을 것입니까?

이러한 잠재적 인 태양 쌍둥이의 기본 기능은 다음과 같습니다.

  • 그것은 G 형의 주 계열성이어야한다. 즉, 태양과 크기가 비슷하고 수소를 헬륨에 융합시키는 별 (본질적으로 태양과 같다)이어야하며, 약 100 억 년 동안 계속 될 것이다. 연료를 공급 한 다음 빨간색 거인으로 만 확장하여 궁극적으로 바깥 층을 흘려 흰 왜성이됩니다.
  • 표면 온도는 약 5700K이고 나이는 약 46 억 년이되어야 지능적인 삶 (우리가 알듯이)이 진화 할 수있는 충분한 시간을 주어야합니다.
  • 태양과 비슷한 금속성을 가져야합니다. 이것은 별 안에 수 소나 헬륨보다 무거운 다양한 원소를 측정 한 것입니다. 이것을 흥미로운 특성으로 만드는 것은 별 시스템이 어떤 종류의 외계 행성을 가질 수 있는지를 간접적으로 나타낼 수 있다는 것입니다. 금속성이 더 높은 별은 주위에 가스 거인과 바위 같은 행성이있을 수 있습니다. 우리는 태양과 비슷한 금속성을 가진 별이 그 주위에 비슷한 종류의 행성을 가질 수 있다고 추정 할 수 있습니다.

관측 된 별의 현재 데이터에서 걸러 낼 때, 우리는 태양 쌍둥이 근처에있는 좋은 후보들이 많이 있습니다. 우리는 곧 다시 연락을 취할 것입니다. 그러나 이제 다른 기준을 고려해 봅시다.

✔ 필터 2 : 액체 물

액체 물방울 (이미지 출처 : Reddit)

어느 날, 두 개의 수소 원자가 산소 원자에 결합하여 생명의 비약이 만들어졌습니다. 물은 우리 종의 생존을 위해 본질적인 것입니다. 평균적인 인간은 그것 없이는 일주일 이상 지속되지 않습니다.

액체 물이 존재하기에 온도가 완벽한 별과의 거리를 종종 골디락스 구역이라고합니다. 이상적으로, 표면 온도는 -15 내지 약 70 ℃ 사이 여야한다. 우리의 초점은 부모 별 의이 영역에서 발견 된 행성에 있습니다. 케플러 데이터에 따르면, 천문학 자들은 골디락스 지역 내에서 부모의 별을 공전하는 110 억 개의 지구 크기의 행성이있을 수 있다고 추정했습니다!

✔ 필터 3 : 대기 구성

하전 입자는 하전 입자가 대기와 상호 작용할 때 형성됩니다.

우리는 신진 대사를 위해 산소와 태양의 유해한 광선으로부터 생명을 보호하기 위해 오존층이 필요합니다. 우리가 생존하고 번영 할 수 있도록 압력과 구성이 옳 아야합니다. 우리는 또한 지구가 훨씬 더 시원 할 수있는 온실 효과가 필요합니다. 가혹한 조건에서 여러 형태의 생명이 존재할 수 있지만,이 검색에서 우리 자신을 제한합시다.

몇 광년 떨어져있는 외계 행성의 대기를 이해하는 방법이 궁금하다면 간단하지만 효과적인 방법을 사용하십시오. 외계 행성 대기를 가로 지르는 별에서 나오는 빛의 스펙트럼을 관찰함으로써 그 안에 존재하는 요소를 정확히 찾아 낼 수 있습니다. 원자와 분자는 일반적으로 특정 파장의 빛을 흡수합니다 (이것은 요소에 따라 다르므로 해당 요소의 지문과 비슷합니다). 우리의 스펙트럼 관측에서,이 파장의 빛은 외계 행성 대기에서의 존재를 나타내지 않을 것입니다.

✔ 필터 4 : 자기장

태양풍으로부터 우리를 보호하는 지구 자기장 (이미지 출처 : NASA)

자기장의 존재는 많은 것들과 강한 상관 관계가 있습니다. 예를 들어, 우리의 잠재적 인 두 번째 집인 화성을 생각해보십시오. 대기는 지구보다 훨씬 얇습니다 (약 100 배). Goldilocks Zone 내에 있지만 표면에는 액체가 거의 없습니다. 당연히 생명의 흔적도 없습니다. 반면에 지구는 생명으로 번성하고 있습니다. 여기에서 한 가지 뚜렷한 차이점은 화성에 강한 자기장이 없다는 것입니다.

우리의 현재 이해에서, 행성의 자기장은 그것의 대기를 어느 정도까지 유지하는데 도움을 줄뿐만 아니라, 태양풍과 다른 고 에너지 하전 입자로부터 그것들을 편향시킴으로써 우리를 보호합니다.

✔ 필터 5 : 은하계 중심으로부터의 거리

별의 골디락스 지역에있는 것으로 충분하다고 생각한다면, 당신은 틀린 것입니다. 스타 시스템은 '은하 적 거주 지역'으로 알려진 곳에 있어야합니다. 생명이 생계를 유지하는 가장 큰 은하계 영역입니다. 이상적으로, 그것은 은하 중심으로부터 편안한 거리에 있으며 멸종의 위협이 될 수있는 초신성이나 다른 폭력적인 별 사건과는 거리가 멀다. 지구는 상대적으로 평화로운 우주 이웃이있는 그러한 장소에 있습니다.

이것은 Lineweaver et al (2004)에 의해 예측 된 바와 같이 은하수의 은하 거주 가능 구역입니다.

✔ 필터 6 : 기타 기타 요인

생명의 진화에 영향을 줄 수있는 몇 가지 다른 요소가 있습니다. 지구는 생명을 유치하는 유일한 행성이지만, 그렇지 않습니다. 지구는 또한 판 구조론을 가지고있는 유일한 곳이다 (유 피파의 목성 달에서 비슷한 활동을 나타내는 관측이 있었다). 그들은 지구상에서 안정적인 온도를 유지하는 데 도움이됩니다. 이것은 판 구조론이 생명이 존재하기 위해 필수적 일 수 있다는 것을 암시하지만 과학자들은 그것이 절대적으로 필요한 것은 아니라고 주장합니다.

또 다른 고려 사항은 시스템에 소위 '좋은 목성'이 있다는 것입니다. 부모 별에서 더 멀리 떨어져있는 목성과 같은 가스 거인은 실제로 거대한 소행성을 충돌하는 과정에서 내면의 바위 행성으로 향하게하는 역할을 할 수 있습니다. 이것은 지능적인 삶이 진화하기에 충분한 시간을주는 대량 멸종을 막는 데 도움이 될 수 있습니다.

지구상의 생명의 기원은 단순한 우연의 일치가 되기에는 너무 좋은 일련의 조정 된 사건의 결과 인 것 같지만, 그것이 독특하지 않다고 생각하게 만드는 것은이 우주의 크기가 타의 추종을 불허하는 것입니다. 위의 모든 기준을 충족하는 별 시스템과 행성은 외계 생명체가 진화했을 가능성이 매우 높습니다. 110 억 개의 지구 같은 행성과 같은 수많은 숫자를 고려할 때, 그들 중 일부는 지능적인 삶을 가져야 만한다는 것이 그럴듯 해 보이지만 뭔가 이상하게도 잘못되었습니다.

우리가 혼자가 될 가능성은 너무 많습니다. 다른 곳에서 수백만 년 전에 시작된 작은 머리는 이미 우리 은하계를 탐험 할 수있는 기술적으로 진보 된 문명을 낳았어야합니다. 그러나 우리가 우주를 들여다 보는 곳마다 바이오 나 테크놀로지가 거의없고, 깊은 침묵과 어두움이 없습니다. 그렇지 않으면 모든 주장은 거의 항상 허위 경보로 기각됩니다. 이것은 본질적으로 Fermi 역설입니다. 모두가 어디에 있습니까?

계속 진행하기 전에 먼저 통계적으로 말해서 일반적인 생활이 얼마나 필요한지 추정 해 봅시다. 이것은 유명한 드레이크 방정식을 사용하여 찾을 수 있습니다.

출처 : Wikipedia

우리는 이러한 매개 변수에 대한 정확한 값을 가지고 있지 않지만 두 개의 대조적 인 추정에 따르면 우리 모두 혼자이거나 우리 은하 내에 15,600,000 개 이상의 문명이 있다고합니다. 어느 곳이나 시나리오가 아닙니다. 중간에는 없습니다.

그 어느 때보 다 진실에 더 가깝게, 우리가 가지고있는 데이터를 사용하여 우주를 탐험 할 때입니다 (이 기사를 작성할 당시).

태양과 같은 별들에 대한 논의로 되돌아 가서, 우리는 지금 쌍둥이 근처에있는 16 명의 후보들을 확인했으며, 그 중 5 명은 궤도를 도는 외계 행성을 확인했습니다. 그러나 희망을 높이 지 마십시오. 우주는 항상 우리의 기대를 산산조각 내기 위해 무언가를 가지고 있습니다.

그 별들 중 하나 인 HD 164595는 지구보다 40 일마다 궤도를 돌고있는 행성보다 적어도 16 배 더 큰 행성 (HD 164595b)을 가지고 있습니다. 그것은 해왕성처럼 추정되며 아마도 생명을 유지할 수는 없지만, 흥미롭게도 2015 년 5 월 천문학 자들은 그 방향에서 오는 독특한 무선 신호를 감지했습니다. 일부는 그것이 외계인이 될 수 있다는 것에 흥분했지만 더 이상의 증거와 관찰이 부족하여 그러한 주장을 일축하지 않았다.

HD 98649라는 또 다른 별은 기이하게 편심 한 궤도에서 행성을 공전하는 것으로 밝혀졌다. 평생 살기 좋은 곳은 아니지만 약 2700 광년 떨어진 곳에서 더 나은 희망이 있습니다. 여기에 지금까지 발견 된 최고의 태양 쌍둥이 중 하나 인 YBP 1194가 있습니다. 그러나이 별은 태양과 달리 더 큰 별 무리의 일부이지만 별 무리 사이에서 공통점이 될 수 있음을 나타내는 외계 행성 궤도가 있습니다. 이 특별한 것은 지구보다 100 배 더 큰 것으로 추정되며 궤도는 놀랍게도 그 별에 가깝습니다. 이것은 별의 골디 락 지역에 발견되지 않은 다른 행성들이 존재하더라도이 시스템의 거주성에 물음표를 둔다.

또 다른 태양 쌍둥이 HIP 11915의 행성 시스템은 훨씬 더 흥미 롭습니다. 우리는 목성 크기의 가스 거인이이 별을 공전하고 있음을 확인했으며, 더 흥미롭게도 목성과 우리의 태양이 거의 같은 거리에있는 것이 더 흥미 롭습니다. 이것은 시스템 내에 지구 같은 암석 행성이 있음을 암시합니다. 과학자들은 이것이 솔라 시스템 2.0이 될 수 있다고 예측합니다. 이를 확인하기 위해 더 많은 관찰이 필요하다.

마지막으로 최고를 절약하기 위해 우리는 약 1402 광년에 위치한 별 Kepler-452를 보유하고 있습니다. 그것은 384.843 일의 주기로 확인 된 외계 행성 궤도를 가지고 있으며, 우리가 매우 친숙한 숫자에 매우 가깝습니다. 이 행성은 또한 별의 골디락스 지역에 있었으며 지표 온도는 지구의 온도와 비슷한 것으로 추정됩니다!

퍼즐 조각이 매끄럽게 맞는다고 생각했을 때 부모 별에 문제가 있습니다. 태양보다 훨씬 나이가 많기 때문에 (약 15 억 년)이 시스템은 미래 버전과 비슷합니다. 어느 쪽이든, 지구에서와 같이 생명체가 그곳에서 진화했다면, 그들의 문명은 우리보다 수백만 년 앞서있을 것입니다. 우리는 이것에 대한 명확한 증거가 없지만 만드는 것이 좋습니다. SETI 연구소 (외계 정보 검색)의 과학자들은 이미이 지역에서 잠재적 인 외계인 신호를 스캔하기 시작했습니다. 우리가 무언가를 찾기 전에 시간 문제 일 수 있습니다.

이미지 출처 : NASA

Kepler 임무는 Kepler-452b를 발견하는 데 놀라운 일을 해왔으며 현재 TESS 임무는 더 많은 외계 행성을 식별하는 유일한 목표로 운영되고 있습니다. 우리는 빙산의 일각을 거의 탐색하지 않았습니다. 새로운 임무가 계획되어 앞으로 몇 년 동안 더 많은 데이터가 수신 될 것이며 우리는 검색에서 올바른 길을 가고 있습니다. 몇 가지 요소를 좁히고 여러 가지 엄격한 제한을 적용한 후에도 여전히 삶을 탐색하고 찾아 볼 곳이 너무 많습니다.

이 모든 관측은 은하계에서 이루어졌으며, 지난 50 년 동안 우리는 유망한 발견을했습니다. 우리 우주에는 2 천억 개 이상의 은하가있는 것으로 추정됩니다. 우리가 모든 나선 은하에서 하나의 행성에 생명이 존재한다고 생각하더라도, 외계 문명의 수는 엄청나게 큽니다.

삶이 존재할 수있는 이상적인 장소를 찾는 대신, 더 간단한 방법은 깊은 우주에서 오는 신호를 찾는 것입니다. 이론적으로, 모든 지능적인 삶은 우리처럼 우주로 전송을 보낼 가능성이 높습니다. 의도적이거나 인코딩 된 전송을 나타내는 무선 신호를 감지하는 것은 지능적인 삶에 대한 보장 된 증거입니다. 우리는 그러한 신호를 매우 오랫동안 듣고 있습니다.

과거에는 Project Ozma, Projects Sentinel, META, BETA 및 Project Phoenix와 같은 여러 프로그램이 있었으며 모두 외계 신호를 감지하는 주요 목표를 가지고있었습니다. 짐작 하셨겠지만 지금까지 그 어느 것도 성공하지 못했습니다.

이것은 무작위 검색이 아니며, 찾아야 할 몇 가지 힌트가 있습니다. 그중 하나는 과학자들이 일반적으로 의사 소통의 징후를 찾는 흠뻑 빠는 무선 주파수입니다. 이 특별한 주파수는 우주에서 가장 풍부한 화합물 중 두 가지 인 하이드 록실 이온과 수소의 스펙트럼 라인에 해당합니다. 이로 인해 소음이없는 '무음 채널'이 만들어져 외계 통신에 이상적입니다.

과학자들은 Dyson Sphere, Swarm 또는 Ring, Space Mirror, Hypertelescope, Shkadov Thruster 등과 같이 이론화 된 다양한 외계 거대 구조물을 찾고 있습니다. 이들은 미친 공상 과학 구조이지만 이론적으로 그럴듯하며 건설 할 수 있습니다 진보 된 문명에 의해. (문명의 기술 발전을 평가하는 데 사용되는 공통 측정법 인 Kardashev Scale의 Type 2)

지금까지 어떤 신호를 찾았습니까?

와우! 신호는

대부분의 경우 공간은 조용히 침묵하며 무언가 감지되는 순간조차도 잘못된 경보 일 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 우리는 와우와 같은 정말 신비한 것들을 발견했습니다! 일부 과학자들은 이제 지나가는 혜성에서 온 신호라고 생각합니다.

2003 년에 발견 된 SHGb02 + 14a 무선 소스는보다 부 자연스러운 것으로 보입니다. 그것은 흠집 지역 내에 있으며 비슷한 주파수 드리프트로 여러 번 관찰되었습니다. 그것이 특이한 점은 그것이 오는 방향이 지역에 별이 없다는 것입니다! 현재까지 그 기원에 대한 명확한 설명은 없습니다.

현재 몇 개의 프로그램이 운영 중이며 더 흥미로운 신호를 계속 찾을 것입니다. 잠재적 인 발견 후 수행 할 작업에 대한 보편적 지침을 제시하는 '사후 탐지 정책'이라는 프로토콜도 있습니다.

알려지지 않은 신호를 외계인으로 간주하는 일반적인 직관은 다음과 같습니다.

  • 자연스럽게 보이지 않아야합니다. 좁은 대역폭, 변조, 인코딩, 다중 주파수 등과 같은 명백한 징후가 있어야합니다.
  • 일회성 이상이 아니어야합니다 (일반적으로 간섭 또는 오경 보임을 나타냄). 하늘의 같은 위치에서 반복해서 관찰 할 수 있어야합니다.
  • 특정 지점에서 시작해야하며 해당 지점에서만 시작해야합니다. 그러한 신호가 모든 방향에서 수신되면, 그 원인을 알 수는 없지만 자연적으로 발생했을 가능성이 높습니다. (예 : FRB (고속 라디오 버스트))

아마추어 천문학 자이고 이러한 기준을 만족시키는 것을 발견하면 외계인이 될 수 있습니다. 획기적인 경청은 우리의 이웃 별들을 경청하기 위해 시작된 최근 계획입니다. 이 프로그램 동안 수집 된 천문학적 데이터는 일반인에게 공개됩니다. 당신은 그것에 접근하고 자신의 연구를 수행 할 수 있습니다!

증거가 부족하여 초기 결론을 내 리도록 유혹 할 수도 있지만 방금 검색을 시작했으며 우주 지역이 발견되기를 기다리는 비밀로 가득 차 있다고 생각합니다.

다음에 밤하늘을 볼 때 이것을 알고 있습니다. 어딘가에 반짝이는 점 근처에 누군가가 집에 전화하는 곳이있을 수도 있고, 아마도 누군가가 우리가 똑같은 질문에 대해 숙고하고 있을지도 모릅니다.“우리는 모두 혼자인가?”

내 추측은 다음 1000 년 안에 우주의 동반자들을 찾게 될 것입니다. 그리고 그 순간은 모든 인류 존재에서 가장 중요합니다. 다음에이 기사를 읽는 외계인에게 남기고 싶은 작은 메시지가 있습니다.

“이봐! 당신이 이것을 이해할 수 있는지 확실하지 않지만 모든 영감에 감사드립니다. 우리가 당신에 대해 알기 오래 전에 저와 같은 호기심 많은 사람들과 탐험가들이 하늘 너머의 존재를 꿈꾸도록 영감을주었습니다 ...”

그 질문에 대한 대답은 다음과 같습니다. 아니요, 우리는 혼자가 아닙니다. 최악의 시나리오에서, 내 생각이 잘못되었다고해도 우리는 여전히 그 생각을 찾을 것입니다.

줄 어딘가에, 우리는 우리가 함께 찾는 외계인이되었을 것입니다.

위의 이미지는 오른쪽 위의 빅뱅에서 오른쪽 아래의 지구에 생명체 형성에 이르기까지 13 억 년의 우주 역사에서 예술가의 사건 흐름을 보여줍니다. (이미지 제공 : Indiana University Bloomington)