[박종진의 과학 이야기] 제2의 지구를 찾아서

박종진

우리가 속한 별이 태양이다. 태양은 수소 원자 두 개가 헬륨 원자 한 개가 되는 거대한 핵융합 원자로다. 그 과정에서 미세한 질량 결손이 발생하기 때문에 E=mc²에 의해서 막대한 빛과 열을 내는 것이다. 그러므로 별은 너무 뜨거워서 절대로 생명체가 살 수 없다. 생명체는 그런 별 주위를 공전하는 행성 위에서나 살 수 있다.  
 
그렇다고 별의 주위를 도는 행성 모두에서 생명체가 살 수 있다는 말은 아니다. 생명체가 살 수 있는 적당한 온도와 액체 상태의 물이 있어야만 한다. 중심 별에 너무 가깝게 있으면 뜨거워서 살 수 없고, 너무 멀리 있어도 추워서 살기가 불가능하다. 태양계에서는 우리 지구가 공전하는 궤도가 바로 '생명체 거주 가능 구역'이다.
 
우리는 먼저 지구와 가장 가까운 천체인 달에 첫발을 디뎠다. 그리고 지금은 화성에 유인 우주선을 보낼 계획을 세우고 있다. 하지만 지구에서 화성까지 최첨단 우주선으로도 편도 당 7개월이 소요된다. 지구의 바로 이웃 행성인 화성까지의 여행도 이러한데 보이저 1호는 태양계의 끝자락까지 가는 데 무려 35년이나 걸려서 지금 막 태양이라는 별을 떠나 다른 별로 향하는 중이다.  
 
우리의 별인 태양과 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리 별까지 빛의 속도로 4년이 조금 넘게 걸리는데 1977년에 발사된 보이저 1호가 거기까지 가려면 7만 년이 걸리며 최첨단 우주선을 타고 가도 3만 년이나 걸리는 곳이다. 성간 여행이 아주 불가능해 보이는 이유다.
 

아프리카 한 귀퉁이에서 시작된 호모 사피엔스가 전 세계로 퍼지며 바닷길을 택했을 때 우리의 선조는 배에 돛을 달고 바람의 힘을 이용해 항해했다. 그리고 그 후손들도 우주여행을 할 때 똑같은 생각을 했다. 공기 저항이 없는 우주 공간을 여행할 때 우주선에 큰 돛을 달고 태양풍을 이용해서 여행하려고 준비 중이다.
 
사실 Light-Sail의 아이디어는 오래 전 케플러가 친구이자 경쟁자였던 갈릴레이에게 농담처럼 얘기했던 적이 있다. 미래의 무인 우주선은 크기가 신용카드보다 작다. 카메라, 전원 장치, 내비게이션, 통신 장비 일체를 장착한 그런 소형 우주선 수천 개를 발사체를 이용해서 지구 궤도 위에 띄우고 우주 공간에 큰 돛을 펼치고 그 위에 그 작은 우주선들을 고정한 다음 지구에서 강한 레이저 빔을 그 돛에 쏘아 가속하면 저항이 없는 우주 공간에서 빛의 속도의 20% 정도까지 낼 수 있다는 것이다. 그런 속력이면 우리 태양과 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지 20년이면 도착할 수 있다.  
 
공기 저항이 없는 우주 공간에서는 한 번 가속된 속도는 줄어들지 않기 때문에 이론적으로 계속 레이저를 쏘면 우주선은 점점 더 빠르게 움직일 수 있다. 준비하는데 20년, 우주선이 성간 여행하는 데 20년이 걸리고, 두 별이 4광년 정도 떨어져 있으니 결과를 전파로 쏘아 지구까지 도달시키는 데 4년이 조금 더 걸리니 넉넉잡고 50년 후면 프록시마 센타우리 별을 공전하는 제2의 지구가 될지도 모르는 행성 사진을 우리가 볼 수 있게 된다.  
 
그렇게 돼서 그 행성이 정말 지구와 환경이 비슷해서 사람이 살 수 있을 만하다고 해도 문제는 실제로 사람이 거기로 이사하기가 불가능하다는 것이다. 지구에서 가장 가까운 별의 예를 든 것인데, 설사 빛의 속도로 난다고 해도 가는 데만 4년이 조금 넘게 걸리기 때문이다. (작가)
 

박종진