일반지구과학 및 실습

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일반지구과학 및 실습 II

1 3 주 차 : 우 주 에 서 의 생 명

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4. 외계 지적 생명체 탐사

생명이 흔한

현상이라면 지적생명과

문명 또한 존재할까?

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• 외계에 문명이 존재한다면 그들이 별과 별사이 공간속으로 보내는 신호를 받아서 찾을 수 있을 것

• 다른 문명을 찾기 위해 의도적으로 보내는 것일 수도 있고 그들간의 통신수단일 수도 있다

• 외계 지적생명체 탐사 (SETI, Search for Extra Terrestrial Intelligence)

• 다른 문명의 신호를 수신하는 프로젝트

4 . 1 얼 마 나 많 은 문 명 이 지 구 밖 에 존 재 하 는 가 ?

• SETI 의 성공기회를 판단하기 위해 얼마나 많은 문명이 지금 이러한 자신의 신호를 보내고 있는지 알 필요가 있다

• 지구 밖에 어딘가 미생물의 존재여부도 불확실한 상황에서 그런 신호의 존재여부를 판단하는 것은 불가능

• 지구 밖에 있을 문명의 수는 얼마나 될까?

드 레 이 크 방 정 식

• 프랭크 드레이크 (1961)

• 우리가 접촉할 수 있는 문명의 개수를 결정하는 요인을 결정하는 방정식

• 우리은하를 우리와 공유하고 있으며 별과 별사이에 통신을 보낼 수 있는 문명의 숫자를 계산하는 방정식

• 문명의 개수 = N_HP x f_life x f_civ x f_now

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문명의 개수 = N _HP x f _life x f _civ x f _now

• N_HP : 우리은하에서 거주 가능한 행성의 개수

• 생명이 존재할 가능성이 있는 행성의 개수

• f_life : 거주 가능한 행성에 실제로 생명이 있을 비율

• 1이라면 모든 거주 가능한 행성에 생명이 있을 것을 의미

• 10 ^-6 은 100만분의 1의 가능성으로 생명이 존재한다는 것을 의미

• N_HP x f_life : 우리은하에서 생명이 있는 행성의 개수

• f_civ : 성간 통신이 가능한 문명을 가진 생명이 존재하는 행성의 비율

• 10 ^-3 은 문명이 생명을 가진 행성 1,000개 중에 1개 행성이라는 것을 의미하는 반면

나머지 999개 행성은 고출력 레이저인 전파 송신기나 성간 통신을 할 다른 장치를 개발할 정도로 발달하지 않았다는 것을 의미

• N_HP x f_life x f_civ : 지적 생명체 문명이 진화하여 우리은하 역사상 통신이 가능한 문명으로 발전할 행성의 개수

• f_now :과거의 수백만 혹은 수십 억 년에 대해 현재 문명을 이룩한 행성의 비율

• 우리가 현재 수신할 수 있는 신호를 송신하는 문명과 접촉한다는 희망을 가질 수 있기 때문에 중요

• 다른 별들로부터 오는 신호가 걸리는 시간을 고려해야 한다

생 명 이 있 을 행 성 의 개 수

• N_HP x f_life : 우리은하에서 생명이 있는 행성의 개수

• N_HP

• 케플러 탐사결과

• 행성은 흔하게 존재하며 거주가능영역에 존재하는 행성도 많다

• 모든 별에서 무시 못할 정도로 거주 가능한 행성을 적어도 1개정도는 가지고 있으며, 우리은하내에서 수십억개의 거주가능행성이 있다는 것을 의미

• f_life : 거주 가능한 행성에 실제로 생명이 있을 비율

• 믿을 만한 추정방법이 없다

• 지구에서 생명의 출현이 빨랐다는 점과 실험실환경에서 생명이 출현될 수 있었다는 사실로 거주 가능행성에서 생명이 존재할 수 있다고 주장될 수 있다

• 대부분 거주가능행성에 생명이 있을 것으로 기대

• 1에 가깝다

• 우리은하 내의 다른 어떤 행성에서도 생명이 출현하지 않을수도 있어 0에 가까운 값을 지닐 수도 있다

문 명 에 대 한 질 문

• f_civ : 성간 통신이 가능한 문명을 가진 생명이 존재하는 행성의 비율

• 고려해야할 두가지

• 행성은 성간 통신을 발전시킬 정도로 충분한 지적생명체로 진화

• 이 종은 적어도 우리보다 더 진화한 기술을 가진 문명으로 발전했을 것

• 우리와 비슷한 지적 생명체가 다른 세계에서도 발생했다면 성간 통신에 필요한 기술을 발전시킬 정도로 우리와 비슷한 사회적인 원동력을 가졌을 것

• 생명이 존재하는 행성에서 지적생명체가 드물 것인가 많을 것인가?

• 지구에서 생명은 빠르게 출현했지만 지적인 생명이 충분히 진화하기까지 45억년 정도의 시간이 필요했다

문 명 에 대 한 질 문

• 지구에 있는 다른 동물과의 비교를 통해 우리의 지적수준 알아보기

• 뇌중량과 체중을 비교 (대뇌화지수, EQ)

• 체중이 많이 나가는 동물이 뇌중량이 무겁다

생명이 존재하는 어떤 행성의 어떤 종들은 우리의 지적 수준까지

발전했을 수 있다!.

기 술 의 수 명

• f_now :과거의 수백만 혹은 수십 억 년에 대해 현재 문명을 이룩한 행성의 비율

• 현재 우리가 접촉할 수 있는 누군가가 있을 가능성을 결정

• 얼마나 오래도록 문명이 살아남을 수 있는가에 의존한다

• 지구의 경우 우리은하가 존재해왔던 120억년동안 60년전부터 전파통신을 활용

• 내일 우리가 지구를 파괴한다면 f_now 는 2억분의 1

• 우리가 문명을 계속 유지한다면 점점 커질 것이다

• 문명이 상당히 평범하다면 외계 어느곳에 아직도 생존해있을 것이다

• 많은 행성에서 문명이 발현했을지라도 그들이 초반에 파괴되어 버렸다면 현재 존재한다는 것은 불가능하다

• 지구에서의 생명이 거의 유일한 생명

4 . 2 S E T I 는 어 떤 일 을 하 는 가 ?

• 지구 밖에 문명이 정말로 존재한다면 원칙적으로는 우리가 그들과 접촉할 수 있어야 한다

• 전파나 다른 형태의 빛 신호를 부호화하여 통신할 수 있을 것

• 대부분의 SETI 연구자들은 외계에서 오는 전파 신호를 찾기 위하여 큰 전파 망원경을 사용

• 다른 파장의 전자기파를 연구하기도 한다

• 레이저 펄스로 코드화된 통신을 찾기 위하여 광학 망원경을 사용

• 선진 문명은 통신 기술이 잘 발달되어 검출은 커녕 상상조차 할 수 없는 기술을 가지고 있을지도 모른다

• 우리가 보내는 신호를 외계인은 어떻게 수신할까? 12

• 상대적으로 고출력 송신인 텔레비전 방송 형태로 1950년대부터 신호를 보내고 있다

• 이론상 지구로부터 60광년 떨어진 곳에 있는 자는 누구든 우리의 오래된 텔레비전 쇼를 볼 수 있었다

• 우리 방송을 검출하기 위해서는 우리가 지금 사용하는 것보다 훨씬 크고 감도가 좋은 전파 망원경이 필요

• 만일 그들의 기술이 우리의 것과 비슷하다면, 우리가 의도적으로 굉장히 큰 출력을 가지고 송신할 경우에만 신호를 검출할 수 있을 것

• 인류는 이러한 방법으로 우리의 존재를 수차례 아레시보 전파망원경에 장착된 레이더 송신기로 1974년에 3분 동안 송신

• 단순한 그림으로 보이는 메시지를 구상성단 M13을 향해서 보냈다

• 수백만 개의 별을 가지고 있으므로 1개 정도에는 문명이 어느 정도 존재할 거라 여겨진다

• 하지만 M13은 지구로부터 25,000광년 떨어져 있어 우리의

신호를 받는 데에는 25,000년이 걸릴 것이고 답신이 오기에는 25,000년걸릴 것