라마태양계를 가로지르는 우주선은 무엇을 뜻할까
성간 천체가 쌍곡선 궤도로 태양계를 가로지르고, 인류가 그것을 붙잡으려 한다. 실제 방문객과 게임 속 라마의 비교.
현실에서는 성간 방문자 셋이 태양계를 지나갔습니다. 2017년의 오우무아무아, 2019년의 보리소프, 2025년의 3I/ATLAS입니다. 모두 자연 천체입니다. 게임의 "라마"는 사고 실험입니다. 이번 방문자가 길이 약 50 km의 원통이라면?
이 페이지는 두 가지를 구분합니다. 먼저 실제 성간 천체와 그것을 쫓으려는 인류의 시도를 다루고, 원통에 "중력"이 생기는 물리를 다룬 다음, 게임이 상상한 이야기를 다룹니다. 라마 자체는 허구입니다.
실제 성간 방문자
- 오우무아무아: 근일점을 이미 지난 뒤에 발견되어, 인류가 관측할 수 있었던 건 약 두 달 반뿐이었습니다. 실제 모양이 어떤지는 아직 합의가 없습니다.
- 3I/ATLAS: 태양에 대한 속도가 초속 약 58 km입니다. 일부 연구는 나이를 76억 년에서 140억 년 사이로 추정하며, 태양계보다 오래되었을 수도 있습니다.
- 비중력 가속: 2018년 분석에서 오우무아무아가 태양을 떠나며 약간의 추가 가속을 얻었지만 코마는 보이지 않았습니다. 2023년에 제시된 설명 하나는, 우주선 조사로 얼음 속에 수소가 쌓였다가 가열되자 조용히 빠져나갔다는 것입니다.
오우무아무아가 떠난 뒤 일부는 탐사선을 발사해 쫓아가는 방법을 연구하는 리라 계획을 제안했습니다. 이미 너무 빨라서, 목성이나 태양의 중력을 빌려 가속해야 했을 겁니다. 성간 천체가 어디서 왔는지 알아내는 것도 어렵습니다. 수백만 년 동안 별들 자체가 움직이기 때문에 궤도를 거슬러 근원을 찾기가 매우 어렵습니다.
원통 안의 "중력"
- 회전 중력: 원통을 회전시키면 안쪽 벽에 "중력"이 생깁니다. 1970년대에 물리학자 제러드 오닐이 이런 우주 도시를 진지하게 설계했습니다.
- 가운데의 평원: 회전하는 원통 안에서 위를 올려다보면 "하늘"로 보이는 것이 반대편 땅입니다.
- 원통형 바다: 회전하는 원통 안에서 물은 안쪽 벽을 따라 둘러싼 띠 모양으로 퍼집니다.
추진과 기계
알려진 모든 추진 방식은 운동량 보존 때문에 무언가를 뒤로 던집니다. 그래서 현실에는 "반작용 없는 추진" 방법이 알려져 있지 않습니다. 또 하나 흔한 생각은 스스로 복제하는 기계입니다. 폰 노이만이 하나를 구상했고, 자기 복제 탐사선은 페르미 역설 논의의 단골입니다.
게임 속 아이디어
여기서부터는 게임 설정입니다. 이 채널은 전천 탐사 망원경이 소행성대 밖에서 쌍곡선 궤도의 천체를 발견하는 이야기입니다. 태양계에 속하지 않고 곧 떠납니다. 길이 약 50 km의 원통임이 드러납니다. 성간 문명 시대에 "소행성 채굴"을 완료하면 발견됩니다. 메커니즘은 시간제한 창입니다. 태양계에 머무는 건 약 30시간뿐이고, 그때까지 탐사하지 못한 곳은 이 우주에서 다시는 볼 수 없습니다. 처음 발견하는 곳마다 우주를 넘어 유지되는 "기술 파편"이 남습니다.
시나리오에서 탐사대는 회전축 한쪽 끝의 에어록, 규칙적인 도랑과 기하학 무늬, 안쪽 벽을 둘러싼 빛의 띠, 얼지 않는 바다, 문도 창도 없는 건물, 땅을 치우는 기계, 출신지를 표시한 별 지도를 만납니다. 4분에 한 바퀴 돌고, 안쪽 벽의 중력은 지구의 약 0.6배입니다. 떠나기 전에 궤도를 바꾸지만 아무것도 내던지지 않습니다. 승무원이 없고, 어쩌면 필요하지도 않았을 겁니다. 목적지는 태양계가 아닙니다. 채널의 엔딩은 "떠난다" 하나뿐입니다. 인류가 다 읽지 못한 비밀을 안고 떠나며, 속도는 전혀 변하지 않습니다. 모두 게임 설정이며 실제 관측이 아닙니다.
관련된 소설
- 라마와의 랑데부 (아서 C. 클라크, 1973): 2017년의 오우무아무아, 2019년의 보리소프, 2025년의 3I/ATLAS는 실제 성간 방문자이고 모두 자연 천체입니다. 소설은 거대한 원통이 태양계에 들어오는 이야기입니다. 인류는 배를 보내 올라타 탐사하지만 그 주인을 만나지는 못합니다.
관련된 실제 연구
아래 연구는 소천체, 운석, 성간 공간에 관한 것입니다. 라마라는 주제와 관련된 실제 과학이며, 라마라는 아이디어의 근거는 아닙니다.
- 거대 행성들의 궤도가 격렬하게 재배열되면서 많은 소천체가 안쪽 태양계로 던져졌고 후기 대폭격이 일어났습니다 (Gomes, Levison, Tsiganis and Morbidelli, Nature, 2005).
- 운석의 납 동위원소로 지구의 나이가 약 45억 5천만 년으로 나왔습니다 (Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1956).
- 운석에 든 알루미늄-26의 붕괴 산물은 태양계가 태어날 때 가까운 곳에서 별 하나가 막 죽었음을 보여 줍니다 (Lee, Papanastassiou and Wasserburg, The Astrophysical Journal Letters, 1977).
- 머치슨 운석에서 외계 기원의 아미노산이 발견되어, 생명의 원료가 우주에 흔할 수 있음을 시사합니다 (Kvenvolden et al., Nature, 1970).
- 멕시코 유카탄 반도 아래에는 소행성 충돌이 남긴 지름 약 180 km의 크레이터가 있습니다 (Hildebrand et al., Geology, 1991).
- 보이저 1호가 측정한 입자 변화는 이것이 태양풍의 영향권을 벗어나 성간 공간에 들어섰음을 보여 줍니다 (Stone et al., Science, 2013).
실제 근거
선체: 오우무아무아는 발견됐을 때 이미 근일점을 지난 뒤였다. 인류는 두 달 반 정도밖에 관측하지 못했고, 실제 모양이 어떤지는 아직 합의가 없다.
쌍곡선 궤도: 3I/ATLAS는 태양에 대해 초속 약 58km로 움직인다. 일부 연구는 그 나이가 76억~140억 년 사이이며, 태양계보다 오래됐을 수도 있다고 추정한다.
추격 계획: 오우무아무아가 떠난 뒤, 탐사선을 쏘아 쫓는 방법을 연구하는 리라 프로젝트가 제안됐다. 이미 너무 빨라서, 목성이나 태양의 중력으로 속도를 얻어야만 따라잡을 수 있었다.
자전 중력: 원통을 돌리면 안쪽 벽에 “중력”이 생긴다. 1970년대에 물리학자 오닐이 이런 우주 도시를 진지하게 설계했다.
중앙 평원: 회전하는 원통 안에서는 위를 올려다보면 보이는 “하늘”이 반대편의 땅이다.
비중력 가속: 2018년 분석에서 오우무아무아는 태양을 떠나며 작은 추가 가속을 받았고 코마는 보이지 않았다. 2023년의 설명: 얼음 속에서 우주선 충격으로 수소가 쌓이고, 가열되면 조용히 빠져나간다.
원통형 바다: 회전하는 원통 안에서 물은 안쪽 벽을 따라 띠 모양으로 퍼진다.
바이오트: 폰 노이만은 스스로를 복제하는 기계를 상상했다. 자기 복제 탐사선은 페르미 역설 논의의 단골이다.
성도: 궤도를 거슬러 성간 천체의 출처를 밝히는 일은 매우 어렵다. 수백만 년 동안 별들 자신도 움직인다.
무반동 추진: 알려진 모든 추진 수단은 무언가를 뒤로 던져야 한다. 운동량 보존이다.
‘라마와의 랑데부’(아서 C. 클라크, 1973), 과학: 2017년의 ʻ오우무아무아, 2019년의 보리소프, 2025년의 3I/ATLAS는 실제 성간 방문객이며, 모두 자연 천체다.
관련 연구
이 연구들은 이 주제와 관련은 있지만 이 페이지의 직접적인 증거는 아니에요.
니스 모형: 거대 행성들의 궤도가 격렬하게 재배치되면서 많은 작은 천체가 태양계 안쪽으로 날아들어 후기 대폭격을 일으켰다.
출처:Gomes, Levison, Tsiganis & Morbidelli, Nature 2005, "Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets"
지구의 나이: 패터슨은 운석 속 납 동위원소로 지구의 나이를 약 45억 5천만 년으로 계산했다. 납 오염을 없애려고 그는 훗날 유연 휘발유 금지를 밀어붙였다.
출처:Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta 1956, "Age of meteorites and the earth"
알루미늄-26 수수께끼: 운석 속 알루미늄-26의 붕괴 산물은, 태양계가 태어날 때 가까이서 별 하나가 막 죽었음을 보여 준다.
출처:Lee, Papanastassiou & Wasserburg, The Astrophysical Journal Letters 1977, "Aluminum-26 in the early solar system: Fossil or fuel?"
우주 속 아미노산: 머치슨 운석에서 지구 밖에서 온 아미노산이 발견되었다. 생명의 재료는 우주에 흔할지도 모른다.
출처:Kvenvolden et al., Nature 1970, "Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite"
크레이터를 찾다: 멕시코 유카탄 반도 아래에 묻힌 지름 약 180 km의 크레이터가 바로 그 소행성이 남긴 흔적이었다.
출처:Hildebrand et al., Geology 1991, "Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico"
태양권을 벗어나다: 보이저 1호가 측정한 입자 변화는 태양풍의 영역을 벗어나 성간 공간에 들어섰음을 보여 준다.
출처:Stone et al., Science 2013, "Voyager 1 observes low-energy galactic cosmic rays in a region depleted of heliospheric ions"
게임 설정 (허구)
- 노드 ‘에어록’: 자전축 한쪽 끝에 에어록이 겹겹이 고리 모양으로 있고, 한 사람이 지나갈 만한 크기다.
- 노드 ‘자전 중력’: 4분에 한 바퀴 돌며, 안쪽 벽의 중력은 지구의 약 0.6배다.
- 노드 ‘중앙 평원’: 평원에는 규칙적인 수로와 반듯한 기하학적 무늬가 있다.
- 노드 ‘빛의 띠’: 긴 빛의 띠 여섯 줄이 한꺼번에 켜져 내부 전체를 밝힌다.
- 노드 ‘원통형 바다’: 얼지 않은 바다의 띠가 원통의 허리를 한 바퀴 감아 반으로 가른다.
- 노드 ‘텅 빈 도시’: 바다 양쪽 기슭에 문도 창도 없는 건물이 회로 기판처럼 늘어서 있다.
- 노드 ‘바이오트’: 게와 기계를 닮은 것들이 방문객에게 신경 쓰지 않고 바닥을 청소한다.
- 노드 ‘남쪽 첨탑’: 남쪽 끝에 거대한 첨탑이 서 있고 주위에 작은 첨탑 여섯 개가 있다. 충전 중이다.
- 노드 ‘성도’: 한쪽 벽에 성도가 나타나 그가 온 경로를 표시한다.
- 노드 ‘무반동 추진’: 떠나기 전 그는 아무것도 내뿜지 않고 궤도를 바꿨다.
- 노드 ‘승무원’: 승무원은 없고, 승무원을 위한 자리도 없다.
- 노드 ‘목적지’: 그는 여기서 에너지를 조금 채우고 서둘러 떠났다. 목적지는 태양계가 아니다.
- 채널 엔딩 ‘그가 떠난다’: 그는 인류가 끝내 다 읽지 못한 비밀을 싣고, 속도는 전혀 바꾸지 않은 채 태양계를 떠난다. 다음 우주에서도 같은 순간에 지나갈 것이다.
- 소설 ‘라마와의 랑데부’ 줄거리: 거대한 원통이 태양계에 들어온다. 인류는 탐사선을 보내지만 그 주인은 끝내 만나지 못한다. 그것은 지나가는 중일 뿐이다.