최근 영국의 저명한 물리학자 스티븐 호킹은 앞으로 200년만 버티면 인류의 미래는 안전할 것이라고 말을 해 화제가 되었다.
호킹 박사는 미 CNN 방송과의 인터뷰에서 “인류가 200년간 살아남을 수 있고 우주에서 생활하는 법을 배운다면 나중에 우주로 흩어져서 멸망하지 않고 생존할 수 있을 것”이라고 주장했다. 그러면서 그는 “1963년 쿠바 미사일 위기와 같이 인류의 생존을 위협하는 재앙이 자주 닥칠 것으로 보이지만 인류가 그것을 피하기는 어려워 보인다”며 “따라서 지구라는 행성에만 의존하지 말고 다른 곳을 찾아야 한다”고 말했다.


태양이 지구를 삼킬 운명




지구온난화가 당장 우리 인류와 지구에 종말을 가져오지 않을까 세계가 전전긍긍하고 있다. 우리 인류가 이 재앙을 극복한다고 해도 호킹 박사의 말마따나 넘어야 할 산은 많다. 지구를 위협하는 것은 소행성, 블랙홀, 감마선 등 다양한데, 그 가운데 하나가 바로 태양이다. 태양은 점점 뜨거워지면서 결국 지구를 삼킬 것이기 때문이다.
앞으로 50억년 후이면 태양은 적색거성으로 바뀌면서 크기도 커진다. 이때쯤이면 뜨거운 태양이 지구를 삼켜버린다. 하지만 이때에 이르기 전에 이미 지구에는 어려움이 닥친다. 11억년 후 태양은 지금보다 11% 더 밝아지는데, 이로 인해 지구의 평균 기온은 섭씨 50℃까지 오른다.
이렇게 되면 아키아(Archaea)와 같은 극한 미생물을 제외하곤 상당수 지구 생명체는 살아남기 힘들다. 물론 인류의 역사에 비해 어마어마하게 긴 시간 후의 일이긴 하지만 말이다. 그러나 여러 우여곡절 끝에 이때까지도 인류가 계속 살아남아 있다면 어떻게 될까? 호킹 박사의 말대로 우리 인류는 지구라는 행성을 버리고 다른 곳으로 이주라도 해야 하는 것일까?
사실 이런 주장은 호킹 박사가 처음으로 한 건 아니다. 1930년대 영국의 과학작가 올래프 스테이플던(Olaf Stapledon)은 ‘Last and First Man’이라는 과학 소설을 썼다. 이것은 그의 대표작 가운데 하나인데, 여기에 인류의 후손이 지구를 버리고 금성으로 갔다가 해왕성으로 이주한다는 얘기가 나온다.


전 세계 인구를 이주시키려면?



우리가 살아남기 위해서는 지구를 홀로 남겨놓고 떠나는 수밖에 없는 걸까? 하지만 지구를 떠나기도 쉬운 일은 아니다.
현재 전 세계 60억 인구를 우주 어딘가로 이주시킨다고 해보자. 그러려면 우주선이 수십 억 번 정도 발사되어야 한다. 만약 하루에 1천 개의 우주선을 발사한다고 치면, 세계 인구를 이주시키는 데 무려 2천700년이나 걸린다.
그렇다면 다른 방법은 없는 걸까? 아예 지구를 통째로 옮기는 건 어떨까?
미국 물리학자이자 과학 작가인 스탠리 슈밋은 1970년대 자신의 소설인 ‘The Sins of the Fathers’에서 기초물리학에 근거해 지구를 옮기는 방법을 생각했다. 기초 중의 기초인 반작용을 이용해서 말이다. 그의 소설에 등장하는 외계인은 거대한 로켓 엔진을 남극에 세워 이를 발사해 그 반작용으로 지구를 움직인다.
이 외에도 몇몇 과학소설에서는 태양에너지나 원자폭탄을 이용해 지구를 움직이거나 다른 행성을 이동시키는 내용이 들어 있다. 그런데 흥미로운 사실은 과학자 가운데에도 이걸 고민하는 이들이 있다는 것이다.


태양계 바깥 운석 이용해 지구 이동



2001년, 미 산타크루즈 소재 캘리포니아 대학 천문학자 그레그 러플린 박사 연구팀은 지구를 이동시키는 방법에 대한 논문을 발표했다(http://arxiv.org/abs/astro-ph/0102126). 이 연구를 위해 그들은 우선 지구 공전 궤도를 지금으로부터 1.5배의 거리로 옮기기로 정했다. 이쯤의 궤도는 현재 화성의 궤도인데, 63억년 뒤 태양이 적색거성이 되어 지금보다 2.2배 정도 밝아지면 이 정도 거리에 있어야 지구는 지금과 같은 정도의 햇빛을 받을 수 있다.
현재 화성의 궤도로 지구가 공전하려면 지구의 공전에너지는 30% 정도 증가해야 한다. 어떤 방법으로 지구의 공전에너지를 높일 수 있을까?
러플린 박사 연구팀은 태양계의 바깥쪽에 위치해 있는 지름이 100km 정도인 운석을 이용하면 된다고 했다. 그들은 운석의 궤도를 수정해 지구에 가까이 지나가게 함으로써 운석이 갖는 공전 에너지를 일부 지구에게 넘겨주면 가능하다고 했다.
연구팀이 말하는 운석은 태양계의 마지막 행성인 해왕성 바깥의 얼음과 운석의 밀집지대인 카이퍼대(Kuiper Belt)에서 얻으면 된다. 카이퍼대 속 운석은 태양으로부터 멀리 떨어져있기 때문에 태양의 영향이 적어 태양계 내에 있는 다른 물체에 비해 상대적으로 공전에너지가 작다. 이 때문에 다루기가 수월하다.
러플린 박사 연구팀은 지구에 충돌할 가능성이 있는 소행성의 궤도를 수정하기 위해 그동안 제안된 방법을 이용해 카이퍼대 구성 물체의 궤도를 바꾸면 된다고 밝혔다. 예를 들어 브루스 윌리스가 주연한 영화 ‘아마겟돈’처럼 지구로 다가올 운석의 궤도를 수정하는 방법 몇 가지를 과학자들은 구상해놓았다.


거대 태양반사판으로 지구 이동



연구팀은 복잡한 계산을 통해 약 100km 크기의 1백만 개 정도의 운석이 지구에 근접하면 지구는 현재보다 1.5배 정도의 궤도를 돌게 된다고 분석했다. 얼마나 빨리 지구를 그 궤도로 올려놓느냐에 따라 1천에서 6천년에 한 번만 운석이 지구를 근접하게 하면 된다고 한다. 다행한 일은 한 번 궤도를 수정해 지구에 근접시킨 운석은 재활용할 수 있다는 것이다.
이 방법의 심각한 결함은 운석이 조금이라도 빗겨나면 큰일이 일어날 수 있다는 점이다. 100km 크기의 소행성이 지구에 충돌하면 지구는 한 번에 불모지가 되고 만다. 그렇다면 이대로 끝나고 마는 걸까? 이런 위험을 피하면서 지구를 안전한 궤도로 이동시킬 방법은 없는 걸까?
그래서 2004년 영국 스트래스클라이드 대학의 기계공학자 콜린 맥린즈 교수는 거대한 구조물을 우주에 띄울 것을 제안했다
(http://www.springerlink.com/content/r2526108gl6kl373/). 맥린즈 교수의 구조물은 얇고, 거울같이 생긴 필름으로 만드는데, 이 필름으로 향하는 태양빛의 약한 압력에 의해 지구가 움직인다.
맥린즈 교수의 핵심 아이디어는 바로 이 태양반사판 구조물을 지구가 끌어당기는 중력의 힘과 태양풍에 의한 힘이 서로 상쇄가 되는 지점에 띄워놓는 것이다. 이때 이 구조물에 반사되는 햇빛이 지구의 공전궤도 에너지를 조금씩 증가시켜 지구가 태양으로부터 조금씩 멀어진다는 것이다.
맥린즈 교수의 계산에 따르면 이 구조물의 크기는 무려 지구 지름보다 19.2배나 되어야 한다. 또한 태양을 향하는 선과 각도 35도를 유지하도록 해야 하고, 이 구조물은 지구와 달과의 거리의 5배쯤 되는 곳에 위치해 있어야 한다.
실제로 이런 일이 가능한 것처럼 보이진 않는다. 하지만 설령 이런 방법으로 지구를 이동시킨다고 해도 일이 해결되는 건 아니다. 태양계를 구성하는 여러 다른 것들이 지구의 이동으로 영향을 받기 때문이다. 어쩌면 호킹 박사 얘기대로 우리가 지구를 떠나는 수밖에 없을지도 모르겠다.