[지식의 창] 과거나 미래로 ‘시간 여행’하는 방법은 무엇일까

시선뉴스=박대명Proㅣ

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과거 행복했던 순간을 떠올리면서 ‘그때로 다시 가고 싶다’고 상상하는 것. 무언가 막막할 때 ‘미래를 미리 보고 싶다’고 생각해 보는 것. 막연한 상상 같지만, 과거나 미래를 오가는 시간 여행 연구가 이뤄진 적 있습니다. 그래서 오늘은 시간 여행을 가능하게 하는 몇 가지 방법을 알아보겠습니다.

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시간 여행은 미래로 갈 것인지, 과거로 갈 것인지에 따라 방법이 다릅니다. 과거로 가는 것보단 미래로 가는 게 비교적 쉬운데요. 상대성이론의 시간 지연 효과를 이용하면 됩니다. 먼저 아인슈타인이 발표한 상대성이론은 물리법칙이 언제, 어디서나 동일함을 확인한 이론이라고 할 수 있습니다.

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빠르게 움직이거나, 아주 큰 중력을 가진 블랙홀 같은 곳으로 가면 시간 지연 효과를 통해 미래로 갈 수 있습니다. 실제로 과거 러시아의 우주비행사 세르게이 아브데예프가 5분의 1초 정도 미래를 여행했습니다. 그는 몇 번의 우주비행으로 총 748일간 궤도에 있었는데요. 당시 시속 2만 7,200km 이상의 속도로 비행해 시간이 지연된 것이었습니다.

미래로 향하는 시간 여행은 ‘아주 빨리’ 달리면 됩니다. 빛의 속도의 99.995%로 달리는 우주선을 타고 500광년 떨어진 별 베텔게우스에 다녀오면 1000년 뒤의 미래로 갈 수 있습니다. 왕복하는 우주비행사의 시간이 수축되어 왕복을 한 시간이 지구에서 있을 때보다 짧아지는 원리입니다.

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다만 리처드 고트 프린스턴대 교수에 따르면 이를 위해선 엄청난 출력을 가진 물질-반물질 로켓이 필요합니다. 물질-반물질 에너지 저장 탱크와 엔진이 녹지 않게 냉각하는 기술, 우주선에 부딪히는 성간 물질로부터 우주선을 보호하는 기술도 있어야 합니다.

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한편 과거로 이동하기 위해서는 특별한 구조의 시공간을 이용해야 합니다. 빛보다 빠른 물체가 있어도 일반적인 시공간에서는 출발한 곳(과거)으로 다시 돌아올 수 없기 때문입니다. 그래서 미국의 물리학 교수 킵손은 웜홀을 이용한 시간 여행을 제안했습니다. 웜홀은 블랙홀과 화이트홀을 이어주는 일종의 통로로, 시공간 사이를 잇는 좁은 지름길 역할을 합니다.

웜홀을 이용한 시간 여행 방법은 꽤 복잡합니다. 웜홀도 있어야 하고, 웜홀의 한쪽이 시간 지연이 일어날 정도로 빠르게 움직여야 합니다. 또 웜홀이 열린 상태를 유지하려면 특수한 물질이 필요한데, 질량이 0보다 작은 음의 에너지밀도와 음의 중력을 가진 물질이 있어야 웜홀이 닫히지 않을 수 있습니다.
 

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먼 별로 왕복 여행하는 것도, 웜홀을 이용한 시간 여행도 지금은 불가능에 가깝습니다. 앞서 말한 방법들은 이론일 뿐, 현실적으로는 벽이 큽니다. 어쩌면 이런 소망들이 모여 드라마나 영화로 보여지는 것은 아닐까 싶습니다. 하지만 지나간 시간은 돌이킬 수 없고, 시간은 앞으로도 계속 흘러갑니다. ‘지금’이 소중하다는 걸 기억해야겠습니다.