페르미 역설
여러 가지 고려사항 > 경험적 증거 > 전파 방출

전파 기술과 전파 망원경 구성 능력은 이론적으로 성간 거리에서 감지할 수 있는 효과를 창출하는 기술의 자연스러운 발전으로 추정된다. 우주에서 비자연 전파를 조심스럽게 검색하면 외계 문명이 감지될 수 있다. 예를 들어 태양계의 민감한 외계 관측자는 지구의 텔레비전 및 통신 방송으로 인해 G2 별에 비정상적으로 강렬한 전파를 발견할 수 있다. 명백한 자연적 원인이 없는 경우 외계 관측자는 지상 문명의 존재를 추론할 수 있다. 이러한 신호는 문명의 우발적 부산물이거나 아레시보 메시지와 같이 의도적으로 소통하려는 시도일 수 있다. 의도적인 비콘이 아닌 방출이 외계 문명에 의해 감지될 수 있는지 여부는 불분명하다. 2019년을 기준으로 지구에서 가장 민감한 전파 망원경은 광년 거리에서도 비방향성 전파 신호를 감지할 수 없지만, 다른 문명은 가상으로 훨씬 더 나은 장비를 갖추고 있을 수 있다.
많은 천문학자와 천문대가 이러한 증거를 탐지하기 위해 시도하고 있으며, 대부분 SETI 연구소 및 Breakthrough Listen과 같은 SETI 기관을 통해 이러한 증거를 탐지하려고 시도하고 있다. 수십 년에 걸친 SETI 분석 결과, 비정상적으로 밝거나 의미 있게 반복적인 전파 방출은 발견되지 않았다.
행성 직접 관측
외계 행성 탐지 및 분류는 천문학 분야에서 매우 활발한 하위 학문으로, 2007년에 별의 거주 가능 영역 내에서 발견된 최초의 후보 지상 행성이 발견되었다. 외계 행성 탐지 방법의 새로운 개선 사항과 케플러 및 TESS 임무와 같은 우주에서 온 기존 방법의 사용이 지구 크기의 행성을 탐지하고 특성화하여 별의 거주 가능 영역 내에 있는지 여부를 결정하기 시작했다. 이러한 관측 개선을 통해 잠재적으로 거주 가능한 세계가 얼마나 흔한지 추정할 수 있을 것이다.
성간 탐사선에 대한 추측
하트-티플러 추측은 성간 탐사선이 발견되지 않았기 때문에 우주에는 인간 외에 다른 지적 생명체가 없을 가능성이 높으며, 이러한 생명체는 결국 그러한 탐사선을 생성하고 발사할 것으로 예상되기 때문에 제기되었다. 자체 복제 탐사선은 최소 백만 년 안에 은하수 크기의 은하계를 철저히 탐사할 수 있다. 은하수의 한 문명이라도 이를 시도한다면 이러한 탐사선은 은하계 전체로 확산될 가능성이 높다. 외계 탐사선과의 접촉에 대한 또 다른 추측으로는 인간을 찾으려고 하는 외계인 브레이즈웰 탐사선이 있다. 이러한 가상의 장치는 일반적으로 순전히 탐사적인 것으로 설명되는 폰 노이만 탐사선과는 달리 외계 문명을 찾아내고 소통하는 것을 목적으로 하는 자율 우주 탐사선이 될 것이다. 이는 멀리 떨어진 이웃 간에 느린 광속 대화를 수행하는 것의 대안으로 제안되었다. 이러한 탐사선의 발견은 여전히 광속으로 가정 문명에 전달되어야 하지만 정보 수집 대화는 실시간으로 수행될 수 있다.
태양계를 직접 탐사한 결과 외계인이나 탐사선이 방문했다는 증거는 나오지 않았다. 태양계에 대한 자세한 탐사는 태양계가 방대하고 조사하기 어렵지만 외계인 탐사의 증거를 제시할 수 있다. 지구 근처에서 가상의 브레이즈웰 탐사선을 신호로 보내거나 유인하거나 활성화하려는 시도는 성공하지 못했다.
항성 규모의 유물 검색
1959년 프리먼 다이슨은 모든 인류 문명이 끊임없이 에너지 소비를 증가시킨다는 사실을 관찰하면서 한 문명이 별이 생산하는 에너지의 상당 부분을 활용하려고 할 수 있다고 추측했다. 그는 가능한 한 많은 복사 에너지를 흡수하고 활용하기 위해 별을 둘러싸고 있는 껍질이나 물체 구름이라는 가상의 "다이슨 구"를 제안했다. 이러한 천체 공학의 업적은 관련된 별의 관찰 스펙트럼을 크게 변화시켜 적어도 부분적으로는 자연 항성 대기의 정상 방출선에서 아마도 적외선의 피크가 있는 흑체 복사선으로 변화시킬 것이다. 다이슨은 별의 스펙트럼을 조사하고 이러한 변화된 스펙트럼을 검색함으로써 첨단 외계 문명을 감지할 수 있다고 추측했다.
중심별의 스펙트럼을 변화시킬 다이슨 구체의 존재에 대한 증거를 찾으려는 시도가 있었다. 수천 개의 은하를 직접 관찰한 결과 인위적인 구조나 수정에 대한 명백한 증거는 발견되지 않았다. 2015년 10월, 케플러 우주 망원경으로 관측한 별 KIC 8462852의 빛이 어두워지는 것이 다이슨 구체 구조의 결과일 수 있다는 추측이 있었다. 그러나 2018년에 관측에 따르면 조광의 양은 다이슨 구체와 같은 불투명한 물체가 아닌 먼지를 가리키는 빛의 주파수에 따라 달라지는 것으로 밝혀졌다.
외계 생명체는 희귀하거나 존재하지 않는다
지적 외계 생명체가 불가능하다고 생각하는 사람들은 생명체의 진화 또는 적어도 생물학적 복잡성의 진화에 필요한 조건이 드물거나 심지어 지구에만 국한된 것이라고 주장한다. 희토류 가설이라고 불리는 이 가정 하에서 평범성 원칙을 거부하는 복잡한 다세포 생명체는 매우 이례적인 것으로 간주된다.
희토류 가설은 생물학적 복잡성의 진화를 위해서는 은하 거주 가능 영역, 지속적인 거주 가능 영역의 충분성, 목성과 같은 거대한 수호자의 이점, 지구가 자기권과 판 구조를 갖도록 하는 데 필요한 조건, 암석권, 대기, 해양의 화학, 대규모 빙하 및 희귀 볼라이드 충돌과 같은 진화 펌프의 역할 등 필요한 조건을 갖춘 별과 행성 등 우연한 상황이 많이 필요하다고 주장한다. 아마도 가장 중요한 것은 원핵 세포가 진핵 세포로 전환되고 성적 생식과 캄브리아기 폭발로 이어진 첨단 생명체가 무엇이든 필요하다는 것이다.
외계 지능은 희귀하거나 존재하지 않는다
복잡한 생명체가 흔하더라도 지능이 있는 존재는 흔치 않을 수 있다. 기술의 징후에 의존하지 않고 생명체가 존재하는 행성을 감지할 수 있는 원격 감지 기술은 있지만, 감지된 생명체가 지능적인지 여부를 식별할 수 있는 능력은 없다.
찰스 라인위버는 동물의 극단적인 특성을 고려할 때 중간 단계가 반드시 불가피한 결과를 초래하는 것은 아니라고 말한다. 예를 들어, 큰 뇌는 바다표범이나 코끼리와 같은 동물의 긴 코보다 더 불가피한 것 또는 수렴하는 것이 아니다. 그는 "돌고래는 전파 망원경을 만드는 데 약 2천만 년이 걸렸지만 그렇게 하지 않았다"고 지적한다. 또한 레베카 보일은 지구 생명체의 역사에서 진화한 모든 종 중 인간과 초기 단계에 불과하다는 점을 지적한다.
자연 사건에 의한 주기적 멸종
신생 행성의 과열이나 냉각으로 인해 새로운 생명체는 일반적으로 멸종할 수 있다. 지구에서는 당시 살아있는 대부분의 복잡한 종을 파괴한 수많은 주요 멸종 사건이 있었는데, 비조류 공룡의 멸종이 가장 잘 알려진 예시이다. 이러한 사건은 큰 운석의 충돌, 대규모 화산 폭발 또는 감마선 폭발과 같은 천문학적 사건으로 인해 발생한 것으로 추정된다. 이러한 멸종 사건은 우주 전체에 걸쳐 흔히 발생하며 다른 지능 종과 소통할 수 있는 기술을 개발하기 전에 지능 생물 또는 적어도 문명을 주기적으로 파괴하는 경우일 수 있다. 그러나 자연 현상에 의한 멸종 가능성은 문명의 일생 동안 매우 낮을 수 있다. 지구와 달의 충돌 분화구 분석에 따르면, 칙술루브 충돌과 같이 지구적 결과를 초래할 만큼 큰 충돌 사이의 평균 간격은 약 1억 년으로 추정된다.
지능형 외계 종은 첨단 기술을 개발하지 못했다
지능을 가진 외계 종들은 존재하지만 원시적이거나 의사소통에 필요한 수준에 도달하지 못했을 수도 있다. 비지능적인 생명체와 함께 이러한 문명은 발견하기 매우 어려울 것이다.
회의론자들에게는 지구 생명체 역사상 우주 비행과 무선 기술이 가능할 정도로 문명이 발달한 종은 단 한 종뿐이라는 사실이 우주에서 기술적으로 진보된 문명은 드물다는 생각에 더 많은 믿음을 준다.
아메데오 발비와 아담 프랭크는 기술권의 출현을 위한 "산소 병목 현상"의 개념을 제안했다. "산소 병목 현상"은 화재와 연소에 필요한 대기 중 산소의 임계 수준을 의미한다. 지구의 현재 대기 중 산소 농도는 약 21%이지만 과거에는 훨씬 낮았던 것을 지적하며 복잡한 생명체와 생태계의 존재에 필요한 산소의 임계값은 훨씬 낮지만, 특히 금속 제련 및 에너지 생산과 같이 연소에 의존하는 기술의 발전에는 약 18% 이상의 더 높은 산소 농도가 필요하다고 주장한다. 따라서 행성 대기에 높은 수준의 산소가 존재하는 것은 잠재적인 생체 신호일 뿐만 아니라 감지할 수 있는 기술 문명의 출현에 중요한 요소이다.
파괴하는 것은 지능적인 삶의 본질이다
이것은 기술 문명이 전파 또는 우주 비행 기술을 개발하기 전이나 직후에 일반적으로 또는 불변으로 스스로를 파괴할 수 있다는 주장이다. 천체 물리학자 세바스찬 폰 호어너는 지구상의 과학 기술 발전은 지배에 대한 투쟁과 쉬운 삶에 대한 열망이라는 두 가지 요인에 의해 주도된다고 말했다. 전자는 잠재적으로 완전한 파괴를 초래할 수 있는 반면, 후자는 생물학적 또는 정신적 퇴화를 초래할 수 있다. 글로벌 상호 연결성으로 인해 실제로 인류가 회복력보다 취약해지는 주요 글로벌 이슈를 통한 소멸 수단으로는 전쟁, 우발적 환경 오염 또는 피해, 생명공학 기술의 발전, 거울 생명과 같은 합성 생명체, 자원 고갈, 기후 변화, 제대로 설계되지 않은 인공 지능 등이 있다.
1966년 칼 세이건과 슈클로브스키는 기술 문명이 성간 커뮤니케이션 능력을 개발한 지 한 세기 안에 스스로를 파괴하거나 자기 파괴적인 경향을 마스터하고 수십억 년 동안 살아남을 것이라고 추측했다. 생명체가 무질서의 경향에 맞서 스스로를 유지할 수 있는 질서 있는 시스템인 한, 스티븐 호킹의 '외부 전달' 또는 진화를 통한 정보 전달보다 지식 생산과 지식 관리가 더 중요한 성간 커뮤니케이션 단계는 시스템이 불안정해지고 자멸하는 시점이 될 수 있다. 여기서 호킹은 인간의 지능을 향상시키고 공격성을 줄이기 위한 인간 게놈의 자기 설계 또는 기계를 통한 향상을 강조하며, 이 없이는 인류 문명이 점점 더 불안정한 시스템에서 살아남기에는 너무 어리석을 수 있음을 암시한다. 예를 들어, 인공 일반 지능이나 반물질의 무기화와 같은 '외부 전달' 단계의 기술 개발은 인간의 발명품 관리 능력의 동반 증가로 충족되지 않을 수 있다. 결과적으로 시스템의 무질서가 증가한다: 글로벌 거버넌스가 점점 더 불안정해져 위에 나열된 가능한 소멸 수단을 관리하는 인류의 능력이 악화되어 글로벌 사회가 붕괴될 수 있다.
비교적 부족한 근거를 가진 이론적인 예로는 이스터 섬이 가장 잘 알려진 폴리네시아 섬의 자원 고갈 문제일 수 있다. 데이비드 브린은 기원전 1500년에서 서기 800년으로 확장하는 과정에서 인구 과잉의 주기가 있었고, 전쟁이나 의식을 통해 성인 남성을 주기적으로 도태했다고 지적한다. 그는 "때로는 내분으로 인해, 때로는 다른 섬에서 침입한 남성으로 인해 남성이 거의 전멸된 섬에 대한 이야기가 많이 있다."라고 말한다.
2018년 아담 프랭크 등이 수행한 연구에 따르면 이스터 섬(Rapa Nui)과 같은 멸종된 문명을 모델로 삼아 '에너지 집약적인' 문명에 의해 유발된 기후 변화가 이러한 문명 내에서 지속 가능성을 막을 수 있으며, 따라서 지적 외계 생명체에 대한 역설적인 증거 부족을 설명할 수 있다고 가정했다. 이 연구는 동적 시스템 이론을 기반으로 기술 문명이 자원을 소비하는 방식과 이러한 소비가 행성과 그 운반 능력에 미치는 피드백 효과를 조사했다. 아담 프랭크에 따르면, 기후 변화를 주도하는 것은 일반적인 것일 수 있다는 점을 인식하는 것이 핵심이다. 물리학 법칙은 우리와 같은 에너지 집약적인 문명을 건설하는 모든 젊은 인구가 지구에 피드백을 받을 것을 요구한다. 이러한 우주적 맥락에서 기후 변화를 보면 현재 우리에게 일어나고 있는 일과 이에 대처하는 방법에 대한 더 나은 통찰력을 얻을 수 있다." 이들의 모델은 네 가지 다른 결과를 초래했다.
사망: 인구가 빠르게 증가하여 지구의 운반 능력을 초과하여 정점에 도달한 후 급격한 감소로 이어지는 시나리오이다. 결국 인구는 훨씬 낮은 평형 수준에서 안정화되어 지구가 부분적으로 회복할 수 있게 된다.
지속 가능성: 문명이 심각한 환경 파괴가 발생하기 전에 영향력이 큰 자원에서 지속 가능한 자원으로 성공적으로 전환하는 시나리오이다. 이를 통해 문명과 지구가 안정적인 균형에 도달하여 재앙적인 영향을 피할 수 있다.
자원 변화 없이 붕괴: 이 궤적에서 인구와 환경 파괴는 빠르게 증가한다. 문명은 제때 지속 가능한 자원으로 전환되지 않아 티핑 포인트를 넘어 인구가 감소하는 완전한 붕괴로 이어진다.
자원 변화로 붕괴: 이전 시나리오와 유사하지만 이 경우 문명은 지속 가능한 자원으로 전환하려고 시도한다. 그러나 변화가 너무 늦게 일어나고 환경 피해가 돌이킬 수 없어 문명의 붕괴로 이어진다.
다른 사람을 파괴하는 것은 지능적인 삶의 본질이다
또 다른 가설은 특정 기술 능력 이상의 지능을 가진 종이 자기 복제 탐사선을 사용하여 보이는 것처럼 다른 지능을 파괴할 것이라는 것이다. 공상과학 작가 프레드 세이버하겐은 버서커 시리즈에서 이 아이디어를 탐구했으며, 물리학자 그레고리 벤포드와 공상과학 작가 그렉 베어도 '신의 위조' 소설에서, 이후 류시신도 '세 몸의 문제' 시리즈에서 이 아이디어를 탐구했다.
한 종은 팽창주의적 동기, 탐욕, 편집증 또는 공격성으로 인해 이러한 박멸을 감행할 수 있다. 1981년 우주론자 에드워드 해리슨은 이러한 행동은 신중한 행동이며, 자신의 자멸적 성향을 극복한 지능적인 종은 은하 팽창에 집착하는 다른 종을 위협으로 간주할 수 있다고 주장했다. 또한 성공적인 외계 종은 인간과 마찬가지로 슈퍼 포식자가 될 것이라는 주장도 제기되었다. 또 다른 가능성은 "공유지의 비극"과 인류 원리를 불러일으킨다. 성간 여행을 달성하는 최초의 생명체는 반드시 발생하는 것을 방지할 것이며, 인간이 먼저 존재하게 될 뿐이다.
문명은 감지 가능한 신호를 짧은 기간 동안 방출한다
외계 문명은 짧은 시간 동안만 전파 방출을 통해 탐지되어 발견될 가능성이 줄어들 수 있다. 일반적으로 문명이 기술 발전을 통해 전파보다 더 많이 성장한다는 가정이 있다. 그러나 태양 위성에서 지상 수신기로 전력을 전송하는 데 사용되는 마이크로파와 같은 다른 누출이 있을 수 있다. 첫 번째 요점에 대해 세스 쇼스탁은 2006년 스카이 앤 텔레스코프 기사에서 "또한, 행성으로부터의 전파 누출은 문명이 발전하고 통신 기술이 향상됨에 따라 약화될 가능성이 높다. 지구 자체는 점점 더 방송에서 누출이 없는 케이블과 광섬유 방송으로, 원시적이지만 명백한 반송파 방송에서 더 미묘하고 인식하기 어려운 전파 스펙트럼 전송으로 전환하고 있다."라고 말했다.
좀 더 가설적으로 보면, 첨단 외계 문명은 전자기 스펙트럼에서 방송을 넘어 인류가 개발하거나 사용하지 않는 기술로 소통하고 있을 수 있다. 일부 과학자들은 첨단 문명이 중성미자 신호를 보낼 수 있다고 가정했다. 이러한 신호가 존재한다면 현재 다른 목표를 위해 건설 중인 중성미자 감지기로 감지할 수 있다.
외계인의 삶은 인식하기 어렵다
또 다른 가능성은 인간 이론가들이 외계 생명체가 지구상의 생명체와 얼마나 다를 수 있는지 과소평가했을 수 있다는 것이다. 외계인은 인간과 소통을 시도하지 않을 수도 있다. 다른 사람들은 물리학과 관련된 수학이 비슷해야 하기 때문에 추상적인 수학에만 적용될 수 있다고 주장하지만, 다른 사람들은 물리학과 관련된 수학이 방법이 아니더라도 결과적으로는 비슷해야 한다고 주장한다. SETI 과학자 세스 쇼스탁은 2009년 저서에서 "[화성에서 시추 장비를 사용하려는 계획과 같은] 우리의 실험은 여전히 퍼시벌 로웰에게 어필할 수 있는 외계 행성의 유형을 찾고 있다"고 썼다. 생리학은 의사소통 장벽을 일으킬 수도 있다. 칼 세이건은 외계 종의 사고 과정이 인간보다 훨씬 느리거나 빠를 수 있다고 추측했다. 그 종에 의해 방송되는 메시지는 인간에게 무작위 배경 소음처럼 보일 수 있으므로 감지되지 않을 수 있다.
폴 데이비스는 500년 전만 해도 컴퓨터가 단순히 내부 데이터를 조작하여 작업을 수행한다는 개념 자체가 전혀 기술로 간주되지 않았을 수 있다고 말한다. 그는 "아직 더 높은 수준이 있을지도 모른다."라고 말한다. 그렇다면 이 '제3의 수준'은 정보 수준, 즉 물질 수준에서 이루어진 관찰을 통해 결코 나타나지 않을 것이다. 세 번째 수준을 설명할 어휘가 없지만 그렇다고 해서 존재하지 않는다는 의미는 아니며 외계 기술이 세 번째 수준 또는 어쩌면 네 번째, 다섯 번째 수준에서 작동할 수 있다는 가능성에 열려 있어야 한다.“
식민지화는 우주적 규범이 아니다
자기 복제 조사에 대한 팁러의 아이디어에 대해 스티븐 제이 굴드는 "그런 주장에 어떻게 반응해야 할지 모른다는 사실을 고백해야 한다. 저와 가장 가까운 사람들의 계획과 반응을 예측하는 데는 충분한 어려움이 있다. 저는 보통 다른 문화권에 있는 인간의 생각과 성취에 당황한다. 외계에서 온 지능의 원천이 무엇을 할 수 있는지 확실하게 말할 수 있다면 저주받을 것이다."라고 밝혔다.
외계 종은 은하계의 일부만 정착했을 수 있다
프랭크 등의 연구에 따르면, 선진 문명은 안정적인 팽창 상태를 채택할 가능성이 있기 때문에 은하계의 모든 것을 식민지화하지 않을 수 있다고 한다. 이 가설은 문명이 붕괴하지도 않고 은하계 전체에 공격적으로 확산되지도 않는 안정적인 팽창 패턴에 도달할 수 있음을 시사한다. 2019년 2월 Popular Science의 한 기사에 따르면 "일원적인 초문명을 위해서는 은하수를 휩쓸고 통일된 은하 제국을 구축하는 것이 불가피할 수 있지만, 적어도 우리의 경험으로 볼 때 대부분의 문화는 단일 문명도 아니고 초자연적이지도 않다." 천체물리학자 아담 프랭크는 천문학자 제이슨 라이트와 같은 공동 저자와 함께 정착 수명, 적절한 행성의 비율, 발사 사이의 재충전 시간 등 다양한 요인을 고려한 다양한 시뮬레이션을 수행했다. 그들은 많은 시뮬레이션을 통해 은하수가 부분적으로 무한히 정착된 '제3의 범주'가 형성된 것으로 보인다는 사실을 발견했다. 2019년 논문 요약에는 "이러한 결과는 하트의 유명한 '팩트 A'와 인간이 은하계의 유일한 기술 문명이어야 한다는 결론 사이의 연결고리를 깨뜨린다"고 명시되어 있다.
외계 생물은 가상 세계에서 고립될 수 있다
아비 로브는 페르미 역설에 대한 한 가지 가능한 설명은 가상 현실 기술이라고 제안한다. 외계 문명을 가진 사람들은 행성을 식민지화하는 데 집중하는 대신 물리 법칙의 제약이 다른 가상 세계나 메타버스에서 시간을 보내는 것을 선호할 수 있다. 닉 보스트롬은 일부 진보된 존재들이 자신을 완전히 물리적 형태에서 벗어나 거대한 인공 가상 환경을 만들고, 마인드 업로드를 통해 이러한 환경으로 이동하며, 외부 물리적 우주를 무시하고 가상 세계 내에서 완전히 존재할 수 있다고 제안한다.
지능적인 외계 생명체는 외부 세계에 대한 많은 관심을 가지고 있을 수 있다. 아마도 충분히 진보된 사회라면 고도의 우주 여행 능력보다 훨씬 먼저 매력적인 미디어와 엔터테인먼트가 발전할 것이며, 이러한 사회적 장치의 매력은 본질적으로 복잡성이 감소하기 때문에 우주 탐험이나 통신과 같은 복잡하고 비용이 많이 드는 노력에 대한 욕구를 추월할 수밖에 없다. 충분히 진보된 문명이 환경을 마스터하고 기술을 통해 물리적 요구의 대부분을 충족하면 가상 현실을 포함한 다양한 사회 및 엔터테인먼트 기술이 그 문명의 주요 동인과 동기가 될 것으로 가정된다.
은하계 전체에 물리적으로 확산되는 데 필요한 자원이 부족하다
외계 문화가 다른 항성계에 식민지를 형성할 수 있다는 것은 성간 여행이 기술적으로 가능하다는 생각에 근거한 것이다. 현재 물리학에 대한 이해는 빛보다 빠른 여행의 가능성을 배제하고 있지만, 필요한 엔지니어링이 현재 인간의 능력을 훨씬 뛰어넘고 있음에도 불구하고 느린 성간 선박 건조에는 큰 이론적 장벽이 없는 것으로 보인다. 이 아이디어는 외계 지능의 잠재적 증거로서 폰 노이만 탐사선과 브레이즈웰 탐사선의 개념의 기초가 된다.
그러나 현재의 과학적 지식으로는 이러한 성간 식민지화의 실현 가능성과 비용을 제대로 측정할 수 없을 수 있다. 이론적 장벽은 아직 이해되지 않을 수 있으며, 필요한 자원이 너무 커서 어떤 문명도 이를 시도할 여유가 없을 수 있다. 성간 여행과 식민지화가 가능하더라도 어려울 수 있으며, 이는 퍼콜레이션 이론에 기반한 식민지화 모델로 이어질 수 있다.
식민지화 노력은 멈출 수 없는 돌진이라기보다는 막대한 비용과 식민지가 필연적으로 자체적인 문화와 문명을 발전시킬 것이라는 기대를 고려할 때 궁극적으로 노력이 둔화되고 종료되는 고르지 않은 경향으로 발생할 수 있다. 따라서 식민지화는 "클러스터"에서 발생할 수 있으며, 넓은 지역은 한 번에 식민지화되지 않은 채로 남아있을 수 있다.
정보를 전송하는 것이 물질을 전송하는 것보다 저렴하다
인간이 사용할 수 있는 기계 지능이 가능하고 이러한 구조를 먼 거리에 걸쳐 전송하여 원격 기계로 재구성할 수 있다면 우주 비행으로 은하계를 여행하는 것이 경제적으로 매우 합리적이지 않을 수 있다. 루이스 셰퍼는 우주를 가로지르는 정보의 무선 전송 비용을 우주 비행보다 108~1017배 저렴하다고 계산한다. 따라서 기계 문명의 경우, 우주를 가로질러 이미 확립된 장소로 계산 신호를 보내는 더 효율적인 옵션에 비해 성간 여행 비용이 엄청나개 비써다. 첫 번째 문명이 물리적으로 은하계를 탐사하거나 식민지화한 후, 첫 번째 문명과 접촉한 후에는 첫 번째 문명이 구축한 기계에 지능적인 정신 전달을 통해 은하계를 더 저렴하고 빠르고 쉽게 탐사할 수 있다. 그러나 별 시스템에는 그러한 원격 기계가 하나만 필요하고 통신은 고도로 지향되고 고주파로 전송되며 경제적이기 때문에 지구에서 이러한 신호를 감지하기는 어려울 것이다.
반면, 경제학에서 반직관적인 제본스 역설은 생산성이 높을수록 수요가 증가한다는 것을 의미한다. 즉, 경제 효율성이 높아지면 경제 성장이 증가한다. 예를 들어 재생 에너지 증가는 화석 연료 사용 감소로 직결되는 것이 아니라 화석 연료가 대체 용도로 사용됨에 따라 추가적인 경제 성장으로 이어질 위험이 있다. 따라서 기술 혁신은 인류 문명이 기존 소비를 안정적인 수준에서 더 효율적으로 달성하는 것이 아니라 더 높은 수준의 소비를 할 수 있도록 만든다.
인간은 신호가 있었음에도 놓쳤다
SETI 프로그램의 기초가 되는 몇 가지 가정이 있으며, 이로 인해 검색자가 존재하는 신호를 놓치게 될 수 있다. 예를 들어 외계인은 데이터 속도가 매우 높거나 낮은 신호를 전송하거나 비전통적인 주파수를 사용하여 배경 소음과 구별하기 어려울 수 있다. 인간이 우선순위가 낮은 비주계열성계에서 신호를 보낼 수 있으며, 현재 프로그램에서는 대부분의 외계 생명체가 태양과 같은 별 주위를 돌고 있을 것으로 가정하고 있다.
가장 큰 과제는 신호를 찾는 데 필요한 무선 검색의 크기, SETI에 전념하는 자원의 제한, 최신 기기의 민감도이다. 예를 들어, SETI는 아레시보 천문대만큼 민감한 전파 망원경을 사용하면 지구의 텔레비전 및 라디오 방송이 가장 가까운 별과의 거리의 1/10 미만인 최대 0.3광년 거리에서만 감지될 것으로 추정한다. 신호가 지구를 향한 의도적이고 강력한 전송으로 구성되어 있다면 훨씬 더 쉽게 감지할 수 있다. 이러한 신호는 수백에서 수만 광년의 거리 범위에서 감지될 수 있다. 그러나 이는 감지기가 적절한 범위의 주파수를 듣고 있어야 하며, 빔이 전송되는 공간의 해당 영역에 있어야 한다는 것을 의미한다. 많은 SETI 검색은 외계 문명이 아레시보 메시지와 같은 의도적인 신호를 방송할 것이라고 가정한다.
따라서 외계 문명의 전파 방출을 통해 외계 문명을 탐지하려면 지구 관찰자는 더 민감한 기기가 필요하거나 외계 라디오 기술의 광대역 전파 방출이 인류보다 훨씬 더 강하거나, SETI의 프로그램 중 하나가 우주의 올바른 지역에서 정확한 주파수를 청취하거나, 외계인이 의도적으로 지구의 일반 방향으로 초점을 맞춘 전파를 보내고 있는 등 운이 좋은 상황을 기대해야 한다.
인류는 아직 관찰하는 시간이 짧았다
인류의 지적 외계 생명체 탐지 능력은 전파 망원경의 발명을 경계선으로 삼는다면 1937년 이후부터 매우 짧은 기간 동안만 존재해 왔으며, 호모 사피엔스는 지질학적으로 최근의 종이다. 현재까지 현대 인류가 존재하는 전체 기간은 우주론적 규모로 볼 때 매우 짧은 기간이며, 전파 전송은 1895년 이후에야 전파되었다. 따라서 인류는 외계의 지능에 의해 발견될 만큼 오래 존재하지도 않았고 충분히 감지할 수도 없었을 가능성이 남아 있다.
지능적인 삶을 사는 외계인이 우리와 먼 거리에 존재할 수 있다
비식민화 기술 능력이 있는 외계 문명이 존재할 수 있지만, 의미 있는 양방향 소통을 하기에는 너무 멀리 떨어져 있기 때문일 수 있다. 세바스찬 폰 호어너는 문명의 평균 지속 시간을 6,500년으로, 은하수 문명 간의 평균 거리를 1,000광년으로 추정했다. 두 문명이 수천 광년씩 분리되면 의미 있는 대화가 성립되기 전에 한 문명 또는 두 문명이 모두 멸종될 수 있다. 인간의 수색은 문명의 존재를 감지할 수 있지만 거리 때문에 소통은 여전히 불가능하다. 브레이스웰 탐사를 통해 접촉과 소통이 이루어지면 이 문제가 다소 개선될 수 있다는 의견이 제기되었다. 이 경우 거래소의 파트너 중 한 명 이상이 의미 있는 정보를 얻을 수 있다. 또는 문명은 단순히 지식을 방송하고 수신자에게 맡겨서 정보를 만들 수도 있다. 이는 고대 문명에서 현재까지 정보를 전송하는 것과 유사하며, 인류가 지구의 지능종에 대한 정보를 전달하지 못하거나 인류가 이를 수신할 시간에 맞춰 응답을 얻지 못하더라도 아레시보 메시지와 같은 유사한 활동을 수행했다. 파괴 시나리오와 그에 따른 인간 관찰 시기에 따라 멸종하기 전 문명의 관찰 서명이 감지될 수 있다.
세이건과 뉴먼의 관련 추측에 따르면 다른 문명이 존재하고 있으며, 이를 전달하고 탐사하고 있다면 그들의 신호와 탐사선은 아직 도착하지 않은 것일 뿐이다. 그러나 비평가들은 은하수가 비어 있는 상태에서 완전한 상태로 전환하는 동안 인류의 발전이 매우 특별한 시점에 이루어졌다는 점을 요구하기 때문에 그럴 가능성은 낮다고 지적했다. 이는 일반적인 가정 하에서 은하계 수명의 극히 일부에 불과하기 때문에 역설적으로 인류가 이러한 전환의 한가운데 있을 가능성은 낮은 것으로 간주된다.
지능적인 생명체가 숨어 있을 수 있다
행성 과학자 앨런 스턴은 목성의 유로파나 토성의 엔셀라두스와 같이 지하 바다가 있는 세계가 여러 개 존재할 수 있다는 아이디어를 제시했다. 이 표면은 혜성 충돌이나 인근 초신성과 같은 것으로부터 상당한 보호를 제공할 뿐만 아니라 훨씬 더 광범위한 궤도가 허용되는 상황을 만든 것이다. 생명체와 잠재적으로 지능과 문명이 진화할 수 있다. 스턴은 "기술을 보유하고 있고 방송 중이거나 도시 조명 등을 보유하고 있다면 매우 낮은 주파수의 라디오를 제외하고는 스펙트럼의 어느 부분에서도 볼 수 없다"고 말한다.
첨단 문명은 생명체에 대한 탐색을 기술적 특징으로 제한할 수 있다
우주에 생명체가 풍부하지만 우주 여행 비용이 많이 든다면, 선진 문명은 일반적인 생명체의 흔적이 아니라 다른 선진 문명의 흔적, 특히 전파 신호에 초점을 맞추는 것을 선택할 수 있다. 인류는 최근에야 전파 통신을 사용하기 시작했기 때문에 그 신호가 다른 사람이 거주하는 행성에 아직 도착하지 않았을 수 있으며, 도착했다면 해당 행성의 탐사선이 아직 지구에 도착하지 않았을 수도 있다.
신호가 도달하였지만 반응하지 않았다
외계 문명은 기술적으로는 지구와 접촉할 수 있지만 전송이 아닌 경청만 할 수 있을 가능성도 존재한다. 모든 문명 또는 대부분의 문명이 같은 방식으로 행동한다면 은하계는 접촉을 갈망하는 문명으로 가득 차 있을 수 있지만, 모두가 경청하고 있고 아무도 전송하지 않는다. 이것이 소위 SETI 패러독스이다.
알려진 유일한 문명인 인류는 몇 가지 작은 노력을 제외하고는 명시적으로 전파하지 않는다. 이러한 노력과 이를 확장하려는 시도조차도 논란의 여지가 있다. 인류가 감지된 신호에 반응할지조차 명확하지 않으며, SETI 커뮤니티 내의 공식 정책은 "적절한 국제적 협의가 이루어질 때까지 신호 또는 기타 외계 지능 증거에 대한 응답을 보내지 말아야 한다"는 것이다. 그러나 답변의 영향을 고려할 때 누가 누구를 말하고 무엇을 말할지에 대한 합의를 얻는 것은 매우 어려울 수 있다.
커뮤니케이션은 위험하다
외계 문명은 인류나 인류 모두를 위해 소통하는 것이 너무 위험하다고 느낄 수 있다. 지구상에서 매우 다른 문명이 만났을 때 그 결과는 종종 한쪽 또는 다른 쪽에 재앙적이었으며, 성간 접촉에도 마찬가지일 수 있다고 주장한다. 안전한 거리에서의 접촉조차도 컴퓨터 코드나 아이디어 자체에 의한 감염으로 이어질 수 있다. 아마도 신중한 문명은 다른 문명에 대한 두려움 때문에 지구뿐만 아니라 모든 사람으로부터 적극적으로 숨는다.
페르미 역설 그 자체, 또는 그에 상응하는 외계인 때문에 다른 장애물이 존재하지 않더라도 다른 문명과의 접촉을 피할 수 있을지도 모른다. 한 문명의 관점에서 볼 때, 그들이 가장 먼저 접촉하는 문명은 아닐 것이다. 따라서 이 추론에 따르면 이전 문명은 첫 접촉으로 치명적인 문제에 직면했을 가능성이 높으며, 그런 결론에 도달하였다면 앞으로는 그렇게 하는 것은 피해야 한다. 따라서 아마도 모든 문명은 다른 문명이 그렇게 할 소극적인 이유가 있을 가능성 때문에 침묵을 지키고 있을 수 있다.
1987년 공상과학 소설가 그렉 베어는 소설 '신의 위조'에서 이 개념을 탐구했다. '신의 위조'에서 인류는 적대적인 숲에서 울고 있는 아기에 비유된다. "한 번은 숲에서 길을 잃은 아기가 있었는데, 왜 아무도 대답하지 않는지 궁금해하며 늑대를 끌어내렸다." 등장인물 중 한 명은 "우리는 한 세기 넘게 나무에 앉아 어리석은 새처럼 울고 있었고, 왜 다른 새들은 대답하지 않는지 궁금해했다. 은하계 하늘은 매로 가득 차 있기 때문이다. 조용히 지낼 만큼 충분한 지식이 없는 행성들은 잡아먹힌다."
저자는 2008년 류시신의 소설 '다크 포레스트'에서 여러 외계 문명이 존재하지만 침묵과 편집증을 동시에 가지고 있어 자신을 알릴 수 있을 만큼 큰 소리로 초기 생명체를 파괴하는 페르미 역설에 대한 문학적 설명을 제안한다. 다른 지적 생명체는 미래의 위협이 될 수 있기 때문이다. 그 결과, 류시신의 가상의 우주에는 "무장한 사냥꾼들이 유령처럼 나무 사이를 스토킹하는" "어두운 숲"에서처럼 스스로를 드러내지 않는 조용한 문명이 많이 포함되어 있다. 이 아이디어는 다크 포레스트 가설로 알려지게 되었다.
지구는 의도적으로 피하고 있다
동물원 가설에 따르면 지적 외계 생명체는 지구상의 생명체와 자연적인 진화와 발달을 위해 존재하며 접촉하지 않는다고 한다. 동물원 가설의 변형은 지구나 태양계가 사실상 실험실 역할을 하는 등 인류가 실험의 대상이 되었거나 진행 중인 실험실 가설이다. 동물원 가설은 동기 결함의 획일성 아래에서 무너질 수 있다. 단일 문화나 문명이 인류가 발견할 수 있는 범위 내에서 의무에 반하는 행동을 하기로 결정하면 폐지될 수 있으며, 이러한 헤게모니 위반 가능성은 문명의 수에 따라 증가하여 지구상의 생명체와 관련된 통일된 외교 정책을 가진 '은하 클럽'이 아니라 여러 개의 '은하계 파벌'을 지향한다.
일반적인 우주생물학적 가정에 근거하여 은하계 문명 간의 도착 시간을 분석한 결과, 초기 문명이 후기 문명보다 압도적인 우위를 점할 것임을 시사한다. 따라서 무력을 통한 동물원 가설 또는 은하계 또는 보편적 규범, 그리고 그 결과 창시자의 지속적인 활동 유무에 관계없이 문화적 창시자 효과에 의한 패러독스를 확립했을 수 있다. 일부 식민지 시나리오는 별계 전반에 걸친 구형 확장을 예측하며, 이전에 정착한 시스템에서 지속적인 확장이 이루어질 것으로 예상된다. 이는 우주선이나 우주 서식지에서 생활하기 위한 문화적 또는 생물학적 적응을 선호하는 식민지 전선 사이에서 강력한 선택 과정을 초래할 것이라고 제안되었다. 그 결과 행성에 거주하는 것을 포기할 수 있다. 이로 인해 이러한 시스템에서 건축 자재로 사용되는 지상 행성이 파괴되어 해당 세계에서 생명체의 발달을 막을 수 있다. 또는 "간호사 세계"를 보호하려는 윤리를 가지고 있을 수도 있다.
태양계를 오갈 수 있을 만큼 진보된 문명이 발견되지 않았거나 인식되지 않은 채로 지구를 적극적으로 방문하거나 관찰하고 있을 가능성이 있다. 이러한 논리에 따라 이안 크로포드와 더크 슐츠-마쿠흐는 페르미 역설에 대한 다른 해결책이 설득력이 없을 수 있다는 주장을 근거로 기술 문명이 은하계에서 매우 드물거나 의도적으로 우리로부터 숨어 있다고 주장했다.
지구는 의도적으로 고립되고 있다