Clara Sousa-Silva: The fingerprints of life beyond Earth | TED

번역: Yeji Lim 검토: JY Kang

저는 외계인을 찾는 일을 하고 있습니다.

그래서 짐작하시는 대로

대부분의 시간을 외계인 생각으로 보냅니다.

작은 초록색 여인들이 친구들과 어울리거나

It's my job to find aliens, so as you might guess,

출근하는 모습을 상상하곤 하죠.

그러다 외계인 천문학자들도 밤하늘에서 우리를 찾을 거라는 생각이 듭니다.

I spent a lot of time thinking about them,

imagining little green women

meeting up with their friends, commuting to work.

만약 이 외계인 천문학자들이 지난 세기에 우리 쪽을 관찰했다면

And that gets me thinking about alien astronomers

과학 기술의 뚜렷한 징후를 발견하고 정말 들떴을 거예요.

trying to find us in their night sky.

If these alien astronomers had looked in our direction

하지만 우리 문명의 징후가 있기 전인 1만 년 전에 관찰했다면 어떨까요?

in the last century,

they would have been really excited to detect unequivocal signs of technology.

실망한 채로 어깨를 으쓱거리고 다른 데서 생명체를 찾아다녔을까요?

But what if they looked ten thousand years ago,

아닐 거예요. 우리도 그래선 안 되죠.

before we showed signs of civilization?

대신에 생명체의 다른 징후들을 찾아볼 수 있거든요.

Would they shrug in disappointment and go look elsewhere for life?

예를 들어, 그 외계인 천문학자들이 1만 년 전에 우리 쪽을 봤다면

No, and neither should we.

Instead, we can look for other signs of life.

문명의 징후가 없다고 해도

For example, if those alien astronomers had looked our way 10,000 years ago,

뭔가 조금 특이하다는 걸 알아차릴 수도 있을 겁니다.

먼저, 우리에겐 두텁고 온화한 대기가 있죠.

they might notice that even without signs of civilization,

더 주목할 만한 점은

we still looked slightly unusual.

우리 대기에는 산소가 의심스러울 만큼 많다는 것입니다.

For one, we have a thick and temperate atmosphere,

이건 제 동료 외계인들에겐 희망적인 생명체의 징후가 될 수도 있어요.

but more notably,

we have suspiciously large amounts of oxygen in the atmosphere.

왜냐하면 지구 대기의 구성 성분은

오직 생물학적 순환을 통해서만 존재할 수 있기 때문이죠.

This would be a really encouraging sign of life for my alien colleagues

그럼 외계 생명체도 마찬가지일까요?

because the composition of the Earth's atmosphere

저는 실제로 그렇게 하고 있습니다.

양자 천체화학자인 저는

can only sustain itself through a biological cycle.

우주에서 분자와 빛 사이의 양자 상호작용을 연구합니다.

So can we do the same to them?

I'm certainly trying.

I am a quantum astrochemist,

이런 분자나 분자가 존재하는 행성을 우리가 볼 수는 없어요.

which means I study the quantum interactions

between molecules and light in space.

하지만 항성으로부터 나오는 빛이 외계 행성의 대기를 통과할 때

대기 안의 각 분자는 그 빛 안에 특별한 지문과도 같은 것을 남기죠.

We can't see these molecules or even the planets they're on.

But when life from a star goes through an alien atmosphere,

그건 여기서도 볼 수 있습니다.

그럼 저는 생명체와 연관될 수 있는 분자들의 지문을 찾거나

each molecule within it leaves a unique fingerprint

in the starlight that I can see from here.

복합오염물질이나 산소 같은 생물학적 징후들을 찾곤 합니다.

And I look for the fingerprints

of molecules that could be associated with life,

지구의 경우에 두드러지는 생물학적 징후는 산소지만

or biosignatures,

like complex pollutants or oxygen.

산소가 만들어지기 어려운 건 아닙니다.

예를 들어, 지금과 다른 수준의 태양 복사열이나

In the context of Earth, oxygen is a wonderful biosignature,

폭발적인 온실 효과로 인해 바닷물이 증발한다면

but oxygen is not that hard to make.

So, for example, if our sun had different levels of radiation

생명 활동 없이도 대기 안에 많은 양의 산소가

or if our oceans were evaporating from a runaway greenhouse effect,

축적될 수 있습니다.

그러면 산소는 생명체에 대한 거짓 양성이 되는 거죠.

then large amounts of oxygen could accumulate in our atmosphere

그럼 지구 너머의 생명체를 찾는 데 산소가 정답이 아닐 수도 있다면

without biology,

and then oxygen would be a false positive for life.

과연 뭐가 정답일까요?

제 전문 분야는

So maybe oxygen won't be the solution to finding life beyond Earth,

생명체에 대한 거짓 양성이 훨씬 적은 특이한 분자를 찾는 것인데요.

but then what is?

왜냐하면 그런 분자들은 만들기가 너무 어려워서

Well, my specialty is to look for unusual molecules

자연적으로 만들어지는 경우가 거의 없기 때문입니다.

저는 그런 특이한 분자들 중에서 인화수소를 가장 좋아합니다.

that have fewer false positives for life

because they're so difficult to make that they're rarely made spontaneously.

제가 약 10년 전에 인화수소 연구를 시작했을 때

And my favorite of those unusual molecules is phosphine.

사람들은 인화수소를 생물학적 징후로 생각하지 않았어요.

When I first started working on phosphine about a decade ago,

오히려 이 끔찍한 악취를 가진 분자는

people had a hard time thinking of it as a biosignature at all.

생명체의 산소 사용 능력을 망가뜨려

Instead, it was known

죽음에 이르게 하는 데 효과적인 분자로 알려져 있었죠.

for being this horrific, foul-smelling molecule

산소 대사와의 이런 치명적인 상호작용 때문에

that messes with life's ability to use oxygen,

인화수소는 살충제로 널리 사용되고

making it a really effective killer.

바로 같은 이유로 슬프게도 화학전에서 많이 사용되었습니다.

Because of this fatal interaction with oxygen metabolism,

phosphine is used widely as a pesticide

인화수소는 실험실에서 만들 수 있지만

거대 가스 행성에서 볼 수 있는 극한 환경에서도 생성됩니다.

and sadly for the same reason it was used many times in chemical warfare.

목성이나 토성과 같은 행성이요.

Phosphine can be made in the lab,

하지만 지구처럼 바위가 많은 행성에서는 우연히 생성되는 일이 거의 없죠.

and it's also produced in the extreme environments

found inside gas giants like Jupiter and Saturn.

그래서 인화수소를 지구에서 발견하리라고는 기대하지 않았습니다.

But on rocky planets like the Earth, it is rarely created accidentally.

하지만 발견해냈어요.

지구 전체에 소량의 인화수소가 발견되고

So we don't really expect to find phosphine on Earth at all.

어떤 곳에서는 유난히 많은 양이 발견됩니다.

And yet we do.

늪지와 논, 호수 바닥 같은 곳이나

We find it in small amounts throughout the globe,

and in some places in strangely large quantities,

대부분 동물들의 배설물과 내장에서 말이죠.

places like swamps and rice fields and lake beds

이런 생태계들의 공통점은

산소에 의존하지 않는 유기체들이 서식하기 때문에

and the excrements and guts of most animals.

인화수소의 피해를 받지 않는다는 것이었습니다.

And what all of these ecosystems have in common

사실 인화수소는 이런 산소가 부족한 생태계에서

is that they all host organisms that are not reliant on oxygen,

아무 문제 없이 활발하게 생성되는 것 같았습니다.

so phosphine can't hurt them.

그래서 어쩌면 우리보다 산소에 덜 의존하는 생명체가 있는 행성에는

Indeed, phosphine seems to be safely and enthusiastically produced

in all of these oxygen-poor ecosystems.

인화수소가 매우 일반적인 생물학적 징후로 존재할 수도 있겠다고 생각했죠.

So I figured, maybe other planets with life less reliant on oxygen than ours

그리고 인화수소의 가장 좋은 점이 있는데요.

지구와 같은 암석 행성에서는 생성되기 어렵다 보니

could also have phosphine, but as a really popular biosignature.

생명체에 대한 거짓 양성이 거의 없다는 점입니다.

And here's the best thing about phosphine.

그래서 우리 은하 근처의 행성들에서 인화수소를 발견하기 위해

Because it's so hard to make on rocky planets like the Earth,

어떤 망원경이 필요할지 생각해보기 시작했어요.

it has almost no false positives for life.

발견만 한다면, 그게 생명체를 의미할 거라고 예상했거든요.

So I started considering what telescopes we would need

to detect phosphine on planets in our galactic neighborhood.

저는 머나먼 행성을 상상하고 있었죠.

산소는 희박하지만

Because if we did, I predicted it could only mean life.

인화수소는 풍부한 열대 낙원 같은 행성을 언젠가는 찾을 거라 기대했죠.

I was imagining a distant planet,

a oxygen-poor tropical paradise

하지만 저의 처음 예상보다 인화수소는 좀 더 흥미로웠습니다.

with a phosphine-rich biosphere that we might one day be able to detect.

이 일을 마치고 몇 달 뒤

But turns out phosphine was a little more exciting

천문학자인 제인 그리브스로부터

여기 흰색으로 나타난 망원경 신호의 분석을 도와달라는 연락이 왔습니다.

than I had initially envisaged

because a few months after I finished this work

그리고 몇 달 뒤에는 주황색의 다른 신호가 있었는데

an astronomer, Jane Greaves, reached out to me

그리 멀지 않은 행성에 인화수소가 존재할 수 있음을 보여주는 듯했죠.

asking for help with interpreting a telescope signal seen here in white.

Then months later, another signal, seen here in orange,

우리 바로 이웃인 금성의 구름에서요.

that seemed to indicate that phosphine might be present not on a distant planet,

그럼 우리가 해낸 걸까요?

지구 너머의 생명체를 찾은 걸까요?

그건 모릅니다.

but right next door, on the clouds of Venus.

금성 관측은 신호에 잡음도 있었고 예비 관측이었기 때문에

So did we do it?

Did we find life beyond Earth? We don't know.

의심할 여지 없는 진짜 신호인지 확인이 필요합니다.

만약 진짜라면,

These Venus observations were noisy and preliminary,

인화수소의 지문을 흉내내는 다른 분자가 아님을 확인해야 하죠.

so we still need to confirm, without a doubt,

그리고 이것이 분명하게 인화수소라면

that the signal is real,

and if it is, we need to make sure

그걸 무엇이 혹은 누가 만드는지 알아내야 합니다.

it's not another molecule mimicking phosphine's fingerprint.

왜냐하면 틀림없이 생명체를 통해서만

And if it is unambiguously phosphine,

금성 같은 행성에서 인화수소의 존재를 설명할 수 있기 때문입니다.

we still need to figure out what or who is making it,

하지만 아닐 수도 있어요.

because maybe it's true

that life is the best explanation for the presence of phosphine

누구도 생각하지 못한 특이하고 생물학적인 방법으로

인화수소가 생성된 걸 수도 있죠.

on a planet like Venus.

어느 쪽이든, 제가 인화수소를 엄청 좋아하긴 하지만

But maybe that's wrong

and there's an exotic but not biological way of making phosphine

그런 방식으로 생명체를 찾게 되진 않겠죠.

that no one has thought of yet.

하나의 분자로는 생명체를 발견하지 못할 것이기 때문입니다.

Either way, as much as I love phosphine,

아무리 특별한 분자라 하더라도요.

I don't think that's how we'll find life.

아마 복잡한 기체 네트워크를 만드는 생물권 전체를 발견해야 할 거예요.

The detection of life will likely not come from a single molecule.

No matter how special it is.

“우리 살아있어요!”라는 메시지를 확인할 수 있을 만큼요.

We'll have to detect a whole biosphere producing a complex network of gases

금성의 경우에서 알 수 있듯이 생명체 발견 여부는 불확실합니다.

that together form a message that reads: “We’re alive!”

하지만 금성은 완벽한 실험실이에요.

As the Venus story shows,

생물권에 대한 우리의 이론을 시험하고 그걸 설명할 방법을 찾을 수 있죠.

the detection of life will likely be uncertain,

금성의 대기와 그에 담긴 의미를 이해하는 법을 알게 된다면

but Venus is the perfect lab for us to test our theories of biospheres

금성으로 확인하러 가서 우리가 맞았는지 알아낼 수 있겠죠.

and how to interpret them.

If we learn to understand the atmosphere of Venus

그리고 10년 안에 실제로 그렇게 할 예정입니다.

and the message it contains,

하지만 이번 말고도 나중에

then we can find out if we got it right by going there and checking.

인간이 거주 가능한 행성에서 생물학적 징후를 찾게 되더라도

And we'll do that at the end of the decade.

다음번에는 직접 가서 알아볼 수 없을지도 모릅니다.

But this will not be the last time

that we have the discovery of a biosignature

그래서 제가 가장 걱정하는 건

on a potentially habitable planet,

우리 시대에 거주 가능한 행성을 찾지 못하는 게 아닙니다.

and next time we won't be able to just go there and check.

그보다는 우리의 비싼 망원경이

So my biggest concern

생명체가 살고 있는 행성으로 똑바로 향하고 있으면서도

is not that we will fail to find a habitable planet in our lifetimes.

생명체를 알아보지 못한다는 것이죠.

그러나 저는 반드시 알아볼 겁니다.

My biggest concern is that we'll point our very expensive telescopes

네, 제가 찾고자 하는 건

directly at an inhabited planet

복합오염물질처럼 확실하지만 흔치 않은 기술의 징후입니다.

and just not know we did it.

But I am determined to not miss life.

그리고 산소처럼 만족스럽고 익숙하지만

So, yes, I will look for the unambiguous but quite unlikely signs of technology

생명체의 흔적으로 오해할 만한 것들도 찾아볼 겁니다.

like complex pollutants.

그리고 물론 인화수소처럼

And I'll look for the pleasant and familiar

이상하고 무서운 생물학적 징후들도 계속 찾아야죠.

but potentially misleading signs of life, like oxygen.

하지만 결정적으로, 생물권에 대해 전체적인 그림을 그려낼 수 있는

And of course, I'll keep looking

for the strange and scary biosignatures like phosphine.

모든 분자들을 찾을 거예요.

But crucially, I will look for all the molecules

그래서 언젠가 생명체를 발견했을 때 그게 생명체임을 알 수 있게 말입니다.

that can together paint a holistic picture of a biosphere.

감사합니다.

All of this so that one day we'll know life when we see it.

Thank you.