타임머신1 - 타임머신은 가능할까?

타임머신(Time machine)은 미래나 과거로 여행하려는 사람에게 시간을 여행할 수 있게 하는 기계나 장치를 말합니다. 시간 여행은 말 그대로 시간을 넘나드는 것으로 아인슈타인의 상대성 원리와 관계가 있습니다. 그러나 엄밀하게 말한다면 아인슈타인의 시간여행이란 과거와 미래로의 여행이 아닌 상대적인 시간의 속도일 뿐이지 우리가 말하는 타임머신이라고 할 수는 없습니다. 타임머신은 영원한 SF의 소재로  H. G. 웰즈 이후로 수많은 시간여행 방법이 고안되어 왔습니다. 웰즈의 타임머신은 단순한 기계장치에 불과했지만, 점차 각종 과학의 이론을 차용해 붙이고, 그럴사한 근거를 첨가하며, 최근에는 우주의 벌레구멍에 들어가는 상상으로까지 이어져 오고 있습니다.

타임머신의 기본적인 원리는 온갖 이론이 다 나오지만 대부분 한가지 공통점을 가지고 있습니다. 어마어마한 에너지를 이용해서 '빛의 속도'를 초과하거나 그에 준하는 다중회전체를 만들어 일종의 닫힌 공간을 형성해서 그 속의 물체를 과거나 미래로 전송하는 방식입니다. 즉 기계자체가 이동한다기 보다는 기계속의 물체가 맞춰진 시간대로 전송되고, 물리법칙에 의해 일정시간이 경과하면 원래의 시간대로 복귀한다는 원리입니다. 그리고 대부분의 영화에서는 타임머신의 이런 복잡함을 피해 타임머신 자체에 대한 이야기보다 시간여행에 촛점을 맞춰 시간의 패러독스만을 재미있게 다루고 있습니다. 가끔 특이하게 마법의 힘이나 일그러진 시공간을 통해 시간여행을 하기도 하는데, 이건 타임머신이 아닌 시간여행방법에 관한 이야기입니다. 타임머신의 가능성과 시간여행의 가능성은 그 본질부터 다르며, 시간여행을 위해 반드시 기계의 도움이 필요한 것도 아니므로 차근차근 살펴보도록 하겠습니다.

회전체 안에 다시 회전하는 회전체 그안의 회전체 .. 수십단계의 회전력 가속을 통해 ...

쿠르트 괴델(Kurt Godel)은 우주 자체가 회전을 하면, 그 주변의 빛을 끌어당기게 되면서 일시적인 인과율의 고리인 닫힌시간곡선(Closed Timelike Curve)가 생성된다고 했는데, 그의 말대로라면 우리는 시간여행을 할때 정확히 원래의 지점과 원래의 시간으로 이동할 수 있습니다. 그러나 괴델의 이론은 균일한 속도로 회전하는 우주에서만 적용되므로 우리 우주처럼 팽창하고 있는 경우에는 시간여행이 가능하다고 해도 과거의 정확한 지점까지의 이동이 불가능하고 운이 좋아 안전한 별에 도착했다고 해도, 영원히 지구에 복귀할 수가 없게 됩니다.

즉, 우리 우주에서는 타임머신(기계)이 가능하다고 해도 공간의 불일치라는 결정적인 문제가 발생합니다. 자전과 공전을 하는 지구에서 5분만 어긋나도 위치상 커다란 차이가 생깁니다. 만약 정확히 일 년 후로 시간이동을 하지 못하면, 타임머신은 지구로부터 수 만 킬로미터 떨어진 우주공간에 나타나게 될 것입니다. 그리고 정확히 일 년전, 지구가 있던 위치의 정확한 시간에 도착한다고 해도, 태양계 자체가 은하계를 따라 회전하고 있으므로 태양계 전체의 이동거리까지 계산하지 못한다면, 역시 우주공간에 불시착 하게 될 것입니다. 우리 은하계도 다시 은하군이나 은하단, 초은하단에 소속되어 움직이므로 실제 타임머신을 만든다 해도 정확한 공간에 일치시킨다는 것은 불가능합니다. 그래서 모두가 이런 골치아픈 공간적 문제는 접어둔 채, 시간여행의 가능성과 해법에만 몰두해 오고 있는 것입니다.

아인슈타인의 상대성이론을 거스르지 않고도 시간여행을 하려면, -당연한 결과겠지만- 이론적으로 가능하다고 해도 인간의 과학으로는 그러한 기계를 만들 능력이 없습니다. 회전하는 블랙홀이나  -이미 존재가 부정된 이론이기도 합니다만- 화이트홀이나 웜홀(worm hole : 벌레구멍)을 이용하면 가능할 수 있다고 해도, 그 중력과 속도에 접근하고, 극복할 수 있는 기계는 수 천년 내에는 결코 만들 수 없을 것입니다. 타임머신의 가능성에 가속도를 붙인 스티븐 호킹 역시도 타임머신의 기계적 제작이 불가능하다는 것을 알았기에, 이런 기술적인 문제를 열외로 치고 블랙혹의 비대칭성으로 시간여행의 가능성만을 제시했을 뿐입니다.

스티븐 호킹의 영향을 받아 평행우주(parallel universe)나 딸 우주(daughter universes)같은 이론들이 쏟아지면서 시공간의 여울(spacelike interval)을 이용한 시간여행의 가능성과 시간의 패러독스를 피해가는 교묘한 방법들이 나왔지만, 결국은 모두 빛의 속도를 내는 기계 만들기 문제에 대해서는 해결하지 못하고 피하기만 했을 뿐입니다. 그리고 이런 기계를 만들 수 있다고 해도 평행우주에서는 시간여행이라기 보다는 복사된 다른 우주를 여행하는 차원(혹은 공간)이동을 하는 것일 뿐입니다. 또한 시간여행의 가장 유력한 후보자였던 웜홀도 시간의 이동이라기 보다는 위치적인 이동에 가깝다고 봐야 합니다. 스티븐 호킹도 최근에 수 십년 동안 주장해 왔던 자신의 이론을 블랙홀에 삼켜진 물질이 다른형태로 다시 방출되므로 시공간의 초월이 불가능하다고 수정을 하였습니다.

미국의 리처드 고트(J. Richard Gott)교수가 제안한 우주끈(초끈 이론과 다름)을 이용한 시간여행 이론이 있지만, 역시 아광속의 우주선을 만들 수 있어야만 하고, 거기다가 결정적으로 과거의 자신과 대면해야하는 시간의 패러독스에 빠지게 됩니다. 과거로 갈 수는 있지만 바꿀 수는 없다면서 피해가기도 하지만 억지스러운 면이 있습니다. 만약에 우주끈 타임머신을 만들 수 있다고 가정하면, 미래의 타임머신이 과거로 가서 돌아오지 않았을 때, 현재는 미래보다 질량의 총합이 더 커지게 되고, 그 타임머신을 다시 과거의 같은 시점으로 계속 보내게 되면 전 우주는 그 타임머신으로 가득차게 될 수도 있습니다.

웜홀을 통과하는 비행선은 공간의 위치를 이동하는 것이지 시간의 위치를 이동하지 않습니다. 거기다가 저만한 크기의 웜홀을 인위적으로 원하는 위치에 만들려면 태양계 전체를 붕괴시켜야 가능하지 않을까요. 공간(차원)이동의 대가치고는 너무 혹독합니다.

처음에 밝혔듯 타임머신의 가능성과 시간여행의 가능성은 전혀 다른 이야기입니다. 결론부터 이야기를 하자면 타임머신은 만들 수 없지만, 시간여행은 아무런 오류없이 가능합니다. 우리가 시간여행이 가능할때 가장 걱정(?)하는 부분은 시간의 패러독스와 그로 인한 나비효과  일것입니다. 딱 10분전으로 돌아가서 내가 나를 죽였다면, 현재의 나는 이미 죽었기 때문에 10분전의 나를 죽이기 위해 갈 수 있는 내가 이미 없고, 그렇기 때문에 10분 전의 나는 죽지 않습니다. 100년전의 과거에 가서 나의 조상을 죽였다면, 현재의 내가 없고, 현재의 내가 없으므로 아무도 과거의 조상을 죽이러 갈 수 없게 됩니다. 이런식의 시간의 도미노게임을 해결하기 위해 다차원우주나 평행우주의 개념을 이용해 내가 조상을 죽이고 다시 돌아온 미래는 내가 출발했던 미래가 아니라는 식의 설명해보려고 하지만, 내가 출발했던 원래의 우주와 다시 돌아간 우주사이의 질량비가 맞지 않게 되므로, 새로운 오류에 빠질 수 밖에 없습니다.

이런 오류가 일어나는 근본적인 이유는 무엇일까요? 그것은 시간을 이해하는 개념 차이에 있습니다. 시간을 물체의 형상이나 성질 등의 특징이 달라지는 변화의 단위로 보는 서양적 개념으로 이해하는 이상, 이러한 심각한 오류에서 결코 벗어날 수 없을 것입니다. 한자어 "時間"은 일본에서 영어 "time"을 번역한 근대적 개념어로 우리가 일상적으로 사용하고 있지만, 원래 한국에서는 시각(時刻)이라는 전통적 용어를 사용해 왔습니다. 별 차이가 없다고 생각하겠만, 여기에는 대단히 중요한 차이가 있습니다. 시간(時間)이 변화의 단위라면 시각(時刻)은 어느 한 시점입니다. 서양의 시간은 흐름의 개념으로 한 방향을 향해 꾸준히 변화해가는 것이지만, 시각이라는 것은 흐름이 아니라 시(時)의 새김(刻)을 인지(認知)하는 것을 뜻합니다.

이는 시간의 구성을 종적(縱的)으로 보느냐 횡적橫的)으로 보느냐의 차이점이기도 합니다. 서양의 관점에서 시간이란 철로위를 달리는 기차와 같아서 한 쪽 방향으로만 흐르기에 한 번 지나친 순간은 돌이킬 수 없습니다. 그러나 동양적인 관점에서의 시간은 인지하는 자아의 순서에 달려있습니다. 즉 철저한 순서에 따라 움직여서 역전할 수 없는 시간이 아니라, 모든 시간이 하나의 항아리 속에 들어있고 그걸 순서대로 찾아서 인지하는 것입니다.

신(神)의 시각에서 보자면 시간은 하나의 고리이자 원기둥이라고 볼 수 있을 것입니다. 우리가 느끼는 시간은 긴 원기둥의 한 지점일 뿐이지만 원기둥을 세우고 위에서 내려다보면 모든 시간이 하나로 섞여있는 것입니다. 즉 현대과학의 입장에서 시간이란 지나간 과거와 변화의 순간인 현재와 결정되지 않는 미래로 나눠지지만, 신의 시간은 과거와 현재와 미래가 완벽하게 짜여진 이미 완성된 상태인 것입니다. 서양의 관점에서 삶이란 시간속에서 변화를 체감할 수 있는 상태이지만, 한국적 철학에서의 삶은 순간 순간의 변화를 인지하는 자체가 삶이라 할 것입니다. 즉 우리는 영사기에 이미 완성되어 걸려진 필름의 매 한 컷 한 컷을 인지하는데 그 인지의 순간이 현재라는 시각인 것입니다.

타임머신은 현재에서 미래나 과거로 필름의 한 장면을 떼어서 옮기고, 과거와 현재의 프레임을 겹치고 간섭하려는 시도입니다. 그러면 당연히 영화를 보는 관객은 당황할 것입니다. 주인공이 죽었는데 잠시후 그 주인공이 살아서 돌아다니는 영화를 보게 될 것입니다. 그 영화에서 스크린에 나타나는 장면을 현실이라고 한다면 타임머신은 많은 패러독스를 만드는게 당연합니다. 즉 시간의 개념을 잘못 인식하고 있는 한 타임머신과 시간여행은 이루어질 수 없습니다. 그러나 우리의 관점에서의 시간여행은 시각에 대한 인지의 순서를 바꾸기만 하면 되므로 가능해 집니다. 인지의 순서라는건 인지하는 개체의 의지에서 비롯되는데 이 개체를 한 사람의 자아라고 볼 수 있습니다. 각 각의 자아는 필름의 어느 부분에서 한프레임씩 인지를 하고, 그걸 투사하여 현실로 받아 들입니다. 동일한 시점에서 보고 있는 자아들이 모여 현재를 이루고 있고, 다른 프레임을 보고 있는 자아들을 우리는 과거의 시간대에 살던 자아로 보고 있지만, 신의 시각에서 본다면 프레임의 위치만 다를 뿐, 모든 자아들은 동시에 존재하고 있습니다.

이런 식으로 필름 하나를 두고 수많은 자아들이 각기 다른 프레임(시간)에서 그 순간을 인지하고 있으며, 각 각의 자아는 자신이 보고 있는 프레임을 현재라고 인식하고 있으며, 그런 인지상태를 시간(시각)이라 합니다. 그리고 자신이 인식중인 프레임에서 순서와 다르게 건너뛰어, 앞이나 뒤의 프레임을 인식하는 것이 시간여행인데, 현실적으로는 차원적 제약 때문에 쉽게 이룰 수 없습니다. 그 제약은 시각을 인지하는 눈(Eye)의 한계 때문입니다. 자아가 필름을 투사하고 인지해서 현재로 반영하려면 육체라는 눈이 있어야만 하고, 그 육체가 존재하는 위치는 필름 속입니다. 그렇기에 이미 완성된 필름속을 벗어난다는 것은 불가능합니다. 프레임을 건너뛰기 위해서는 현재의 눈을 벗어나 다른 프레임의 눈으로 대체해야만 합니다. 그것이 가능하다고 해도, 그 프레임도 마찬가지로 이미 완성된 다음 장면으로 이어지기에 자아는 그 프레임을 인지할 뿐이지 바꿀 수는 없는 것입니다. 즉 배우가 바뀐다고 해도 신이 보고있는 영화는 한치의 오차도 없이 상영되고 있다는 것입니다.

결론적으로 시간여행은 가능하지만 자아(自我)가 아닌 눈(物質)이 시간대를 이동한다는 개념의 타임머신은 만들 수 없습니다. 그리고 이 자아는 반드시 인간에게만 해당되지 않고, 수천년을 한 자리에 머물고 있는 바위에서 한 개의 수소 원자까지도 개개의 자아을 가지고 있기 때문에, 현재를 유지하고 각성하는 것이라고 생각합니다.
-끝-

-타임머신과 시간여행의 이야기가 흥미없는 방향을 흐른듯 합니다. 다음 편에서는 자아가 프레임을 뛰어넘을 수 있는 방법에 대해 이어가겠습니다.  그리고 다시 말하지만 필자는 물리나 수학 천문학 등에 대해 전문적으로 공부한 적이 없으므로, 개인적으로 생각하는 타임머신의 원리와 타임머신의 가능성, 그리고 시공간에 대한 주장이 현 과학과 전혀 부합하지 않을 수도 있습니다. 아직도 중력에 대한 개념조차 모호한 상태이며, 단위나 함수를 포함해서, 절대적이라는 여러 법칙까지 전혀 이해하지도 못하고 있으며, 과학보다는 크랙팟을 즐기고 있으므로, 다소 황당하고 억지스러운 이야기를 결코 진지하지 않는 개념의 멍석위에서 철저히 왜곡된 비과학적 논리로 펼쳐졌더라도 이해하시기를 부탁드립니다.-