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미국 천문학자는 최근 가상 시간 여행을 사용해 이를 조사했다.
지구와 같은 조건에서 단순한 유기체는 매우 빠르게 발달하며 다른 행성에도 적용될 수 있다.
그러나 지능적인 생활 양식의 경우 기회는 3:2에 불과.
지구상의 진화는 쉽게 낮은 수준에서 끝날 수 있을 것이다.

우리는 우주에서 고립돼 있을까?
새로운 연구는 단순하고 지능적인 생명의 출현 기회를 정량화했다.

▲ 지구와 같은 행성에서 지능적인 생명의 발전 가능성은 얼마나 될까? © Amanda Carden

윈스턴 처칠(Winston Churchill)은 이미 외계 생명체의 존재 가능성이 높다고 생각했다.
미국 천문학자 프랭크 드레이크(Frank Drake)는 1960년대에 우리 은하의 외계 문명 수를 계산할 수 있는 공식을 제공했다. 하지만 망원경, SETI 프로젝트의 안테나 및 우주 탐사선을 사용한 집중적인 검색에도 불구하고, 과학자들은 지금까지 우주 어디에서도 외계 생명체의 흔적을 발견하지 못했다.

생명체 출현 가능성은?

왜, 우리 행성은 드문 예외이며 진화는 우연의 일치일까?
아니면 유리한 조건이 필연적으로 생명과 지능으로 이어질까?
이 질문에 답하기 위해 뉴욕 컬럼비아 대학교의 천문학자 데이비드 키핑(David Kipping)은 시계를 빠르게 되돌렸다. 그는 통계적 방법을 사용해 같은 초기 조건에서 지구의 진화가 알마나 정확하게 반복될 것인지 가능성을 테스트했다.

Kipping은 “첫 번째 생명체의 빠른 출현과 인간의 다소 늦은 발달은 규칙성을 나타내는 것으로 보인다. 이 연구를 통해 우리는 이를 정량화할 수 있다”고 설명한다.
미세 화석은 최초의 유기체가 지구에 35억 년 전에 존재했음을 나타낸다.
지르콘 결정에 탄소가 포함되면 40억 년 전 생명의 기원을 가리킬 수도 있다.

연속 루프에서 지구 역사

진화에 대한 시간 창은 약 40억 년 전부터 태양이 부풀어 오르기 시작하고 지구가 뜨거워지고 건조해져서 더 높은 생명을 얻지 못하는 시간까지 펼쳐진다.
Kipping은 이 주요 데이터를 사용해 *Bayesian통계를 사용하여 같은 초기 조건에서 지구 역사를 거듭 거듭 할 때 삶과 지능적 삶이 언제 그리고 얼마나 자주 발전하는지 결정했다.
*베이지안(Bayesian) 분석: 주관적 확률을 실제 가능한 일로 가정하여 실행하는 통계 분석. 불확실한 상황에서 통계 정보를 바탕으로 의사 결정을 해야할 때 많이 사용됨

"이 방법은 베팅 시 확률과 비슷하다."라고 Kipping은 설명한다.
“기존 데이터를 기반으로 반복 테스트 할 수 있다. 원칙적으로 이는 사건의 확률 추정을 개선하는 포지티브 피드백 루프(positive feedback loop)와 같다.”

단순한 생명에는 좋지만 지능적인 생명체에게는 덜 적합하다.

지구와 같은 조건에서 단순한 삶이 매우 빠르게 발전할 확률은 적어도 3:1이다.
생명체의 첫 흔적에 베팅할 경우 40억 년의 지르코늄 값을 사용하면 확률이 9:1로 증가한다. 연구진은 “느린 희귀한 발달과 비교했을 때 빠른 자연 발생(abiogense) 생성 가능성은 3:1보다 좋다”고 말했다.

그러나 지적 생명체의 상황은 다르다.
우리가 고유한 진화를 역할 모델로 삼으면 문화와 문명은 진화에서 늦게 등장하는 것으로 키핑(Kipping)은 설명한다. 우리의 경우, 전(前)인류가 최초의 단세포 유기체 이후에 등장하기까지 37억 년이 걸렸다. 최초의 고도의 문화가 이뤄지기 까지 거의 40억 년이 지났다.

즉, 지구의 거주 가능 시간 창에서 지능적 삶의 발전 기회는 3:2에 불과하다.
우리는 또한 "목표가 끝나기 직전에" 무대에 나타났기 때문이다.
Kipping은 “우리가 지구의 역사를 다시 운영한다면 지능 발전은 필수 불가결하지 않을 것이다”고 말한다.

외계인을 찾는 것은 여전히 ​​가치가 있다.

외계 생명체를 찾기:
한 행성이 지구처럼 생명 친화적인 환경을 갖을 경우 간단한 유기체들은 비교적 빨리 채워짐에 틀림없다. 행성이 생성된 후 10억 년이 채 걸리지 않은 시간이면 충분하기 때문이다. Kipping은 “생명으로 가득 찬 우주에 베팅하는 것은 매우 좋다”고 말했다.

그러나 외계 지능과 문명을 찾을 가능성은 더 낮다. 그러한 외계인들이 발달하기 위해서는 행성이 훨씬 더 오랫동안 생명 친화적이고 안정적으로 유지되어야 하며 심지어 이 진화 단계는 일어나지 않을 수 있다. 그러나 적어도 ET와 유사한 것들에 베팅 확률은 3:2다.
키핑은 “우주에서 다른 곳에서 지능적인 생명체를 탐색하는 것은 결코 낙담할 일이 아니다” 고 강조했다.
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; doi: 10.1073/pnas.1921655117
출처 : Columbia University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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