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수학과학

에너지 사용으로 알아보는 문명 3단계

by 독서공방 2024. 1. 6.
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지구 온난화로 기후 이상 현상이 자꾸 발생하고 있어요.

화석연료 사용으로 이산화탄소가 급증했기 때문이라고 하죠.

그래서 저탄소와 재생에너지 확대를 주장하는 친환경론자들과 정치인들이 있어요.

여러분은 재생에너지 사용에 대해서 어떻게 생각하세요?

그들은 100% 재생에너지로 공장을 돌릴 수 있는 것처럼 말합니다.

저는 반도체 공장이나 자동차 공장이 재생에너지로 원활히 돌아갈지 의문입니다.

만약에 우리나라 바다에서 석유가 발견된다면 어떻게 해야 할까요?

석유 사용은 다량의 이산화탄소를 발생시키니까 그냥 묻어두고 사용하지 말아야겠네요.

아니면 환호를 해야 할까요?

당연히 환호해야겠죠.

친환경론자들은 어떻게 반응할지 궁금합니다.

그들도 막대한 부와 경제 성장의 기회를 반대하지는 않을거라 생각해요.

우리는 이익에 따라서 생각을 해야 합니다.

그래서 저는 친환경과 재생에너지 정책을 딱히 좋아하지 않아요.

재생에너지인 풍력과 태양열은 효율이 매우 떨어집니다.

이런 것들로 현재의 문명을 유지할 수가 없어요.

만약에 지구를 위해 그래야 한다면 밤에는 전기를 사용할 수도 없고, 자가용 이용도 제한이 되겠죠.

친환경론자들도 말로는 친환경을 외치지만 지금 문명 수준에서 과거 수십 년 전 수준으로 회귀해야 한다면 싫어할 거에요.

현재의 문명 수준을 유지하기 위해서는 석유 사용을 줄일 수가 없습니다.

석유는 매우 쉽게 고에너지를 얻을 수 있는 자원이거든요.

국토를 훼손하지도 않으면서요.

태양열과 풍력으로 현재의 문명을 유지하기 위해서는 전 국토와 바다를 집열판과 풍력발전기로 뒤덮어야 해요.

오히려 친환경적이지 않죠.

원자력은 에너지를 만들어내는 최고로 효율적인 방법입니다.

효율성에서 최고라는 것은 친환경적이라는 말과도 같습니다.

적은 양으로 많은 에너지를 만들 수 있으니까요.

일본의 후쿠시마 원자력 발전소 붕괴 이후 탈원전을 주장하는 분들이 많은데 아직은 시기상조에요.

러시아의 물리학자 니콜라이 카르다셰프는 에너지 사용에 따라 문명을 3단계로 구분하였습니다.

각 단계의 문명을 살펴보도록 할게요.

 

1. 에너지 사용에 따른 문명 3단계

1단계는 행성에너지를 이용하는 문명입니다.

지구에 쏟아지는 태양에너지를 온전히 사용하는 거예요.

그 양은 약 1016제곱 와트에 달합니다.

이 정도의 에너지를 사용할 수 있다면 날씨를 제어하거나 허리케인의 방향을 조정할 수 있어요.

바다에 문명을 건설할 수도 있죠.

1단계만 해도 SF영화에서 볼 수 있는 매우 고도로 발전된 문명이라고 할 수 있습니다.

현재 지구의 에너지 기술력은 약 0.7 단계 정도라고 합니다.

1단계에 도달하기 전까지는 우리는 석유와 원자력 에너지를 사용해야 해요.

2단계에서는 행성에너지를 모두 소모한 후 인근 별의 에너지를 자원으로 사용합니다.

그 양은 약 1026제곱 와트에 달합니다.

이 단계에서는 태양의 핵융합반응을 인공적으로 제어 가능합니다.

3단계에서는 가까운 별의 에너지를 모두 소모한 후 은하에 있는 상당수 별을 식민지화 합니다.

에너지를 끌어다 쓰는 별의 수가 약 100억 개이며 무려 1036제곱 와트에 달합니다.

각 문명은 전 단계보다 100억 배나 많은 에너지를 사용해요.

에너지 사용에 천문학적인 차이가 납니다.

 

2. 1단계는 언제 오나

에너지 사용은 경제 성장과 밀접한 관련이 있습니다.

에너지 사용이 매년 2~3% 증가한다고 가정해보겠습니다.

이런 가정하에 우리가 문명 1단계로 가기 위해서는 100~200년 정도가 소요됩니다.

2단계로 가기 위해서는 1000~5000년 정도가 걸립니다.

3단계는 10~100만 년이 필요합니다.

우리는 아직 1단계에도 도달하지 못했어요.

1단계에 도달해야 재생에너지로 100% 활용 가능한 문명이 가능합니다.

하지만 꿈만 같은 미래가 멀지 않습니다.

물론 우리는 죽고 없겠죠.

지금은 석유와 원자력을 마음껏 사용하자고요.

석유와 원자력은 다른 에너지 사용보다 훨씬 친환경적이에요.

그리고 기술의 발전은 에너지 사용과 환경 문제를 해결해 줄 것입니다.

저는 그렇게 믿어요.

정치인들이나 일부 시민들의 활동으로는 불가능해요.

 

3. 문명 1단계

지구에는 어마어마한 태양에너지가 매초 마다 쏟아지고 있죠.

1년 동안 지구에 도달하는 태양에너지는 전 세계에서 소비하는 에너지의 1만 배 이상입니다.

모든 지구인이 쓰고도 충분히 남을 에너지에요.

이것을 전부 활용할 수 있다면 석유와 원자력은 더이상 필요하지 않습니다.

오염도 발생하지 않죠.

빈곤 대부분은 사라지고 기후 조절도 가능합니다.

요즘에 폭우나 이상 기후로 피해가 극심한데 자연재해도 막을 수가 있어요.

가상현실은 실제 현실과 차이가 없어집니다.

아마 인류는 밖을 돌아다니지 않고 대부분 시간을 인터넷에 접속해 살아가게 될 거예요.

본격적인 태양계 탐사와 이주도 가능해집니다.

달과 화성에 지구인들이 살 수 있는 거죠.

화성을 테라포밍하는 아이디어는 많습니다.

인근 혜성의 궤도를 바꾸어 기화시키면서 화성 대기에 수증기를 공급합니다.

메탄가스를 직접적으로 주입시켜 온난화를 유도할 수도 있습니다.

지하에 핵폭탄을 폭발시켜 얼음층을 물로 바꾸는 아이디어도 있어요.

더 발전하면 태양계뿐만 아니라 가까운 별을 탐사하는 우주선을 띄울 수도 있습니다.

인류의 생존을 장기적인 안목으로 보자면 우주식민지 개척은 반드시 필요합니다.

문명 1단계만 도달해도 상상조차 할 수 없는 세계가 펼쳐집니다.

 

4. 문명 2단계

1단계에서는 지구에 쏟아지는 태양에너지만 사용했죠.

2단계에서는 태양 주변을 거대한 인공 구로 둘러싸서 태양에너지를 온전히 사용합니다.

인근 별의 에너지도 사용합니다.

만약에 태양이 수명을 다해간다면 내부에 인공엔진을 심어서 수명을 연장합니다.

행성이나 태양의 궤도는 마음대로 제어할 수 있어요.

날씨를 원하는대로 조절하며 빙하기가 오지 않게 피해갈 수 있습니다.

물질과 반물질의 결합으로 방출되는 에너지를 추진력으로 사용해 우주선도 만들어요.

거의 광속에 가까운 속도로 비행이 가능해요.

태양계를 벗어나 다른 곳에도 식민지를 세우죠.

근처에서 초신성이 폭발할 조짐을 보이면 다른 행성으로 즉시 이주할 수 있어요.

SF영화에서 보던 우주연합과 비슷한 모습일 것으로 추정됩니다.

 

5. 문명 3단계

2단계까지 오면 더 발전할 게 있나 싶은데 3단계는 스케일이 더 커집니다.

3단계에서는 지금보다 100억 배의 100억 배에 달하는 에너지를 사용합니다.

이 단계에서는 은하의 전 지역을 지배해요.

은하 전체를 연결하는 거대한 네트워크 구축이 필요하죠.

그러기 위해서는 빛보다 빨리 정보를 전달하는 방법이 개발되어야 합니다.

바로 웜홀이죠.

웜홀을 이용해 은하 전체를 순식간에 이동할 수 있습니다.

만약에 은하에 있는 모든 태양에너지를 사용하면 어떻게 될까요?

문명은 여기서 끝나게 되는 걸까요?

물리학자 미치오 카쿠4단계도 있다고 말합니다.

4단계는 암흑물질을 사용하는 문명입니다.

암흑물질은 우주 전체 질량의 73%에 달합니다.

우리 주변에도 분명 있습니다.

단지 존재를 감지할 수가 없을 뿐이죠.

 

6. 결론

현재의 문명이 상당한 수준으로 발전했다고 볼 수 있지만 앞의 세 단계를 살펴보면 아직 멀었죠

1단계도 묘연해 보입니다.

저는 수백년 안에 1단계에 도달할 수 있다고 봐요.

저는 그 단계가 어떤 세상일지 너무 궁금합니다.

그래서 오래 살고 싶지만 아쉽게도 그런 날은 오지 않겠죠.

에너지 사용은 문명의 수준과 밀접한 관련이 있습니다.

우리가 에너지 절약, 저탄소, 재생에너지를 자꾸 강조하는데, 이는 개발도상국의 발전을 가로막는 일이에요.

그들이 앞으로도 현재처럼 가난하게 살라는 말과 같습니다.

우리가 자가용을 운전하고 에어컨과 난방을 사용하듯이 그들도 그럴 자격이 있습니다.

인도와 중국, 아프리카의 수십억 인구가 본격적으로 에너지를 사용한다면 전 지구적으로 소모되는 에너지가 급증하겠죠.

지구의 환경을 위한다고 그들이 비참하게 살게 할 수는 없습니다.

그들도 마땅히 우리와 같은 수준의 삶을 누렸으면 좋겠습니다.

저는 친환경론자들의 지구를 위한다는 위선에 반대해요.

여러분은 재생에너지나 친환경 정책에 대해 어떻게 생각하세요?

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