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만약 시간이 존재하지 않는다면 - 인간의 시계로부터 벗어난 무한한 시공간으로의 여행
카를로 로벨리 지음, 김보희 옮김, 이중원 감수 / 쌤앤파커스 / 2021년 5월
평점 :

시간이란 무엇이고 시간이 흐른다는 것은 실제로 어떤 의미인지 양자중력 이론의 선구자 카를로 로벨리의<시간은 흐른지 않는다>를 읽고 우리가 우주에서 어떠한 존재인지에 대해 고민을 많이 했던 기억이 있습니다. 물리학자가 본 시간의 의미 <만약 시간이 존재하지 않는다면으로 다시 돌아왔습니다. 인간이 시계로부터 벗어날 수 있다면 과연 어떠한 일이 일어날까요? 그러면 과거, 현재, 미래, 사건의 이전과 이후는 어떻게 설명해야 할지부터 궁금해집니다. 이것을 양자중력이라는 물리학이론으로 우주에 관한 새로운 궁금증을 풀어간 이야기입니다. 시간에 쫓기는 바쁜 현대인이 한번쯤 읽으면 좋을 책으로 추천합니다.
카를로 로벨리에 따르면, 우주에는 그동안 우리가 알고 있던 공간이나 시간이 존재하지 않는다. 공간은 알갱이화된 중력장들의 연결망이고, 시간은 사건과 사건 간의 관계일 뿐인 것이다. 이는 우리의 인식으로 쉽게 받아들여지기 힘들고, 여러 가지 강력한 궁금증이 생긴다.
정말 시간이 존재하지 않는다면, 우리가 살고 있는 이 세상과 우주를 어떻게 이해할 수 있을까? 우리가 인식하는 과거, 현재, 미래는 무엇으로 설명할 수 있을까? ‘이전’과 ‘이후’를 구분하는 것은 무슨 의미가 있을까? 지금 이순간에도 멈추지 않고 움직이는 시계 초침은 어디를 향하고 있을까?이러한 시공간에 관한 본질적인 질문들을 시작으로 ‘시간 없이’ 우주를 이해할 수 있는 새로운 시각에 대한 물리학의 대답을 찾아나간다. 늘 그렇듯, 카를로 로벨리는 수식 없이 쉽고 명확하고 아름다운 문장들로 이 모험을 생동감 넘치게 그려내고 있다.
양자역학과 일반상대성이론은 큰 성공을 거두었고 끊임없는 실험을 통해 입증되었다. 그리고 이제는 견고하게 확립된 지식의 일부가 되었다. 두 이론은 전통 물리학이 지닌 개념적 기반을 각각 일관성 있게 바꾸었지만, 두 가지 모두를 포괄할 수 있는 개념적 틀은 아직 나오지 않았다. 그 결과, 중력이 양자효과를 나타내기 시작하는 10-33cm 미만의 영역에서 어떤 일이 일어날지 전혀 예측할 수 없다. 물론 이것은 매우 극단적인 규모이긴 하지만, 어쨌든 서술할 수는 있어야 한다. 우리의 세계는 양립 불가능한 두 이론을 모두 따를 수 없기 때문이다. 실제로 이 정도로 작은 규모에서 일어나는 현상은 자연에도 존재한다. 우주 대폭발 때에도 존재했을 것이며, 블랙홀 근처에도 존재하고 있다. 이런 현상들을 이해하려면 이 규모에서 어떤 일이 일어날지를 계산할 수 있어야 한다. 따라서 무슨 수를 써서라도 두 이론을 연결해야 하는 것이다. 바로 이 임무가 ‘양자중력’의 핵심 문제이다.
--- pp.20-21
인간은 각자의 생각에 매여 있으며 그 생각을 쉽사리 바꾸려 하지 않는다. 인간은 늘 자신이 모든 것을 알고 있다고 생각한다. 이러한 믿음을 무너뜨리는 새로운 아이디어들은 두려운 존재일 수밖에 없다. 생각해보면 밑에서 지구를 받치고 있는 존재는 없다는 주장이 그들에게는 얼마나 황당했겠는가? 그럼 지구는 왜 떨어지지 않는단 말인가? 실제로 아낙시만드로스에게도 당연히 이러한 질문이 돌아왔다. 하지만 우리는 그 답을 알고 있다. 왜냐하면 물체는 ‘아래’로 떨어지는 것이 아니라, ‘지구’를 향해 떨어지는 것이기 때문이다. 따라서 지구는 자기 스스로에게 향하는 것이 아닌 이상 그 어떤 방향으로도 떨어지지 않는다. 우리가 오늘날 가지고 있는 세상에 대한 이해를 기준으로 볼 때 아낙시만드로스의 주장이 옳다는 것을 한 번 더 확인할 수 있다. 하지만 그 당시에 이것은 당황스러운 주장이었다. 아낙시만드로스는 공간과 지구에 대한 개념, 그리고 물체를 떨어지게 하는 힘인 중력에 대한 인간의 관념적 틀을 완전히 다시 그렸다. --- pp.87-88
일반상대성이론이 발표되기 10년 전, 아인슈타인은 시간과 공간이 분리된 각각의 개체라기보다는 한 개체의 두 측면에 가깝다는 사실을 깨달았고, 이 발견을 특수상대성이라는 이름으로 발표했다. 우리는 보통 두 가지 사건(예를 들어 ‘콜럼버스의 신대륙 발견’과 ‘존 레논 사망’)은 항상 시간 순으로 정렬될 수 있다고 생각한다. 한 사건이 ‘먼저’ 일어나고 다른 사건은 ‘나중에’ 일어난다고 보는 것이다. 우리는 시간이 보편적인 것이라고 생각한다. 그렇기 때문에 지구가 아닌 우주의 다른 어딘가에서 일어난 일에 대해서도 ‘정확히 어떤 시점’에 그 일이 일어났는지 묻는 질문이 의미가 있다고 여긴다. 하지만 사실 그러한 질문은 무의미하다. --- p.138
충분히 멀리 떨어져 있는 두 장소에서 각각 다른 사건이 일어난 경우, 어떤 사건이 ‘먼저’ 일어났는지를 논하는 것은 대개 무의미하다. 예를 들어 안드로메다은하에서 무슨 일이 어떤 ‘시점’에 일어났는지를 묻는 것은 아무런 의미가 없다. 시간이 모든 곳에서 동일하게 흐르는 것이 아니기 때문이다. 우리에게는 우리의 시간이 있고, 안드로메다은하에는 안드로메다은하의 시간이 있다. 두 시간을 보편적인 방식으로 서로 연결할 수는 없다.
--- p.141
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