생명의 기원
대부분의 과학자는 지구 생명이 지구에 바다가 생성된 지 얼마 후에 유기 분자를 포함하고 있는 바다의 ‘원시 수프’ 속에서 만들어졌다는 데 동의하고 있다. 이 유기 분자들은 지구 대기권에서 일어난 화학반응으로 생겨났다. 순간적인 고에너지, 아마도 번개가 이 반응을 일으켰을 것이다. 원시 수프 안에서 유기 분자들은 자기 복제 기능을 가진 분자가 나타날 때까지 고분자를 만들어 내는 반응을 거듭했다. 자기 복제 분자는 만들어지자마자 원시 수프 안에서 급속도로 늘어났고, 불완전하나마 유전자로서 기능하기 시작했다. 돌연변이와 자연선택의 원리가 작용하면서 이 유전자들은 생존력과 자기 복제 기능이 더 뛰어난 변이를 낳았고, 이들은 마침내 세균으로 진화하게 됐다. 이것이 바로 모든 지구 생명들의 선조가 된다. 많은 진화론 생물학자들은 생명 탄생의 결정적인 사건은 자기 복제 분자의 출현이라고 말한다. 따라서 지구 밖에서 생명을 찾을 때 이것은 중요한 기준점이 될 것이다.
생명의 초창기 잔류물 가운데 하나는 스트로마톨라이트 화석이다. 이것은 수십억 년 전 천해에 살던 시아노박테이라(남색 조류)가 만든 것이다. 스트로마톨라이트는 오스트레일리아 해변에서 아직도 자라고 있다.
1953년 미국의 화학자 스탠리 밀러는 그가 생각했던 지구의 원시 시대를 플라스크에서 재현했다. 그는 이 복잡한 물질들이 혼합된 기체가 담긴 플라스크 안에서 전기 스파크를 일으켰다. (이 기체 안에는 산소가 없었다) 그 결과 생명의 기본 구성 물질인 아미노산들이 생성되었다.
생명의 희귀성
30년 전까지만 해도 생명이 존재할 수 있는 온도와 습도 등의 범위가 아주 좁다고 생각했다.
그 후 과학자들은 극단적인 환경에서 사는 생물들을 발견했다. 이 생물들은 빙상 깊숙한 곳에서 살 수도 있고 심해 열수 분출공 주변의 뜨거운 물속에서도 살 수 있다. 어떤 것은 태양 에너지를 공급받지 못한 생태계에서 살고 화학 반응으로 에너지를 얻으며 살아간다. 지하 3킬로미터 땅속에서 서식하는 세균도 있다. 그들은 수소 원자를 물로 바꾸면서 살아간다. 이것은 생명이 광범위한 생존 조적을 가졌음을 보여 주는 살아 있는 증거들이다. 과학자들은 지구 밖 생명을 태양계 내에서 발견 할 수 있을 것이라고 낙관하고 있다. 그렇지만 가능성이 가장 높은 곳이었던 화성에 대한 탐사 결과는 아직 부정적이다. 많은 과학자는 태양계 외에 다른 곳에 생명이 퍼져 있을 것이 틀림없다고 생각한다. 과학자들이 가장 흥미를 가지고 있는 것은 외계에 지능을 가진 지적 생명체가 존재할까 하는 점이다. 1960년대 미국의 전파 천문학자 플랭크 드레이크는 성간 통신이 가능한, 은하 안 문명권의 수를 예측하는 방정식을 개발했다. 그러나 그 방정식의 계수나 변수들이 아직은 정확하게 계측되기 힘든 것들이기 때문에 방정식의 변수와 계수를 어떻게 하느냐에 따라 그것의 적용 결과는 1 이하에서 수백만까지 이른다. 그런데도 우리은하 안에 적어도 몇 개의 문명권이 있다고 생각하는 것은 그리 불합리한 일이 아니다.
외계 문명은 존재할까? 우리가 아직 우주에 대해 많이 알지 못하기 때문에 드레이크 방정식에 포함된 변수들의 범위는 아주 크다. 예를 들어 행성을 가지고 있는 별들의 비율이 그런 것이다.
유로파에 생명이 있을까?
목성의 위성 유로파는 얼음으로 덮여 있다. 그 밑에 어쩌면 액체로 된 바다가 있을 수도 있고 그것이 어쩌면 생명을 가지고 있는 물일 수도 있다.
외계 지적 생명체 탐사
지구 밖 생명체들을 탐사하기 위한 시도는 그들에게 접근할 수 있는 방법을 탐구하고 개발하는 연구로 이어졌다. 과학자들은 태양계 안에서 생명의 징후를 찾기 위해 생성과 위성들의 영상을 분석하고 생명이 존재할 것 같은 지역, 예를 들어 화성이나 토성의 위성인 타이탄에 탐사선을 보낸다. 태양계 밖에 있는 생명을 찾는 데 주안점을 둔 연구는 SETI(외계 지적 생명체 탐사)이다. 외계 지적 생명체가 보냈을 법한 신호를 포착하기 위한 연구를 진행하고 있다. 또한 외계 지적 생명체와의 교신을 목적 CETI도 진행되고 있다. 생명이 있을 법한 지구형 행성이 있는 성계 쪽으로 지구에 생명이 산다는 신호를 보내고 있다. 1974년에 이진수로 된 CETI 메시지를 2만 1000광년 떨어져 있는 M13 성단을 향해 보냈다. 1999년에는 계량된 메시지를 우크라이나 전파 망원경을 통해 이웃 태양형 성계에 보냈다. 그곳에 지적 생명체가 있어 우리의 신호를 받았다고 해도, 1세기 안에 그 회신을 받을 수 있을 것 같지는 않다.
대충돌과 대냉각
최근까지 우주론 연구자들은 우주의 팽창 속도가 중력의 효과 때문에 반드시 느려진다고 추측했다. 그들은 또 단일 요소, 즉 우주의 질량-에너지 밀도가 우주의 운명이 두 가지 길 중 어느 하나로 가게 할 것이라고 믿었다. 질량과 에너지는 동등하고 서로 교환될 수 있음을 아인슈타인이 보여 준 이래로 우주론 연구자들은 질량 밀도와 에너지 밀도를 함께 측정하고 있다. 그들은 이 밀도가 임계 밀도 이상일 경우에는 중력은 끝내 우주 팽창을 멈추고 모든 것이 한 점으로 다시 붕괴하는 대붕괴를 일으킬 것이라고 보았다. 그러나 만약에 우주의 밀도가 임계 밀도보다 적거나 아니면 임계 밀도와 정확하게 같으면 그 팽창 속도가 중력 때문에 점차 느려질 것이다. 그렇다고 해도 우주는 영원히 팽창할 것이다. 이 경우에 우주는 길고 지루하며 차가운 죽음을 맞이할 것이다. 이것을 ‘대냉각’이라고 한다. 과학자들의 오랜 연구 결과, 우주는 지극히 평탄하며 임계 밀도에 아주 근사한 밀도를 가지고 있음을 암시하는 성질들을 발견했다. 결국 우주의 가장 가능성 있는 운명은 영원한 팽창이었다. 그러나 1990년대 후반 새로운 현상과 사실이 발견되면서 우주 운명에 관한 모형은 혼란에 빠지게 됐다. 그 새로운 발견은 우주의 팽창 속도가 전혀 느려지지 않고 있음을 나타내는 것이었다.
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