시간은 되돌릴 수 있을까

• 시간은 되돌릴 수 있을까
• 다카미즈 유이치
• 2024-03-26

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우리의 사고 깊은 곳에는 과거에 일어난 일이 원인이 되어 현재에 이르고, 현재가 아직 결정되지 않은 미래를 만드는 시간의 흐름이 존재한다. 인과응보라는 말도 여기에서 나왔다. 만약 반대로 미래에서 현재로, 현재에서 과거로 흐르는 시간의 흐름이 있다면 어떻게 될까. 놀랍게도 과학의 최전선에는 이런 현상이 실제로 일어나고 있다.


영화 <벤자민 버튼의 시간은 거꾸로 간다> 에서 주인공 벤자민은 80대의 외모로 태어난다. 영화 속 주인공의 시간은 주인공을 제외한 모든 사람의 시간과 반대로 흘러간다. 모든 사람이 젊음->늙음의 시간을 살고 있을 때 주인공 만 늙음->젊음으로의 반대로 흐르는 시간 속을 살아간다. 영화 속 상상의 이야기는 현실에서 나타날 수 있을까.

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'차원 수'는 물리학에서 말하는 차원의 수를 의미한다. 여러분도 알고 있듯이 하나의 직선만 존재하는 세계는 1차원, 가로와 세로가 있는 평면 세계는 2차원, 우리가 살고 있는 공간은 가로, 세로, 높이가 있는 입체 세계이므로 3차원이다. 그렇다면 시간은 몇 차원일까? 물리학에서 말하는 차원 수로는 1, 즉 1차원으로 생각되고 있다. 하나의 직선만으로 구성된 세계라는 말이다. 여기에 방향을 가미하면 시간은 직선 위를 일방통행으로만 나아갈 수 있으며 뒤로 돌아가지 못한다.


어릴적 타임머신을 타고 과거나 미래로 가는 상상을 해 본 경험은 누구나 있을 것이다. 영화 <백 투 더 퓨쳐> 나 만화 <시간 탐험대> 에서는 시간 여행을 하던 중 다른 시공간의 또 다른 자기 자신을 만나게 되기도 한다. 시간이 1차원이 아닌 2차원이라면, 화살표가 한쪽으로 만 가는 것이 아니라 양쪽을 모두 가리키고 있다면 상상이 현실이 될 수도 있었을까. 시간의 자유로운 이동은 정체성과도 연결이 된다. 미래의 나, 과거의 나를 만날 수 있다는 것은 미래가 이미 정해져 있다는 이야기는 아닌가 하는 생각도 든다. 어디까지나 상상일 뿐이다. 지금 우리는 단 1초도 뒤로 되돌릴수도 앞으로 빨리 돌릴수도 없다.


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무중력인 우주 공간으로 나가면 그만큼 수명이 늘어난다고 생각하는 사람도 많은 듯한데, 무중력 상태에서는 시간이 빨리 흐르기 때문에 반대로 나이가 들기 쉬워진다고 할 수 있다. 물리적 나이뿐만 아니라 생물학적으로도 우주 공간은 지상보다 육체가 약해지기 쉽다는 사실이 보고되었다. 지구라는 행성의 중력 속에서 진화해 온 생물에게 ‘산다’라는 것은 ‘중력이라는 부하에 저항하는 활동’이라고도 할 수 있다. 그래서 무중력인 우주 공간에서는 아무것도 하지 않으면 근력이 약해지고 생명력도 점점 약해지는 게 아닐까 싶다. 살아가는 데 스트레스나 부하라는 것이 어느 정도는 필요한지도 모른다.



영화 <인터스텔라> 에서는 웜홀을 통해 다른 은하계의 별들을 탐사하는 내용이 나온다. 주인공이 우주선에 팀 동료를 남겨두고 중력이 강한 별에 잠시 탐사 후 돌아오니 우주선에 남아있던 동료가 백발이 되어서 주인공을 맞아주는 장면이 나온다. 주인공의 몇 시간이 우주선의 동료에게는 몇 십년의 시간이었던 것이다. 상대성 이론에 의해 그들은 다른 시간 흐름 속에 살았던 것이다.



이 책은 아인슈타인에서 스티븐 호킹으로 이어지는 양자역학, 상대성 이론, 엔트로피, 블랙홀, 순환 우주 등 현재 과학의 흥미로운 연구 성과를 소개한다.