나의 생각주머니

타임머신은 과연 가능할까?

영화 Back to the future과거로간 주인공이 젊을 적 아버지를 보고 놀라는 광경

영화 Back to the future를 보면 박사는 타임머신을 만들고, 주인공과 과학자는 장치만 있으면 언제든지 타임머신을 통해 이동할 수 있다.

과연 타임머신은 우리가 꿈꿀 수 있는 미래가 될 수 있을까? 혹은 단지 허상에 불과할까?

타임머신이 있다면 이제 인간은 지금 현재 공간뿐만 아니라 시간까지 지배하게 된다. 타임머신이 있다면 세상은 어떨까? 우선 자신이 실수나 잘못 저지른 일이 있다면 타임머신을 통해 과거로 가서 원래대로 돌려놓을 수도 있을 것이다.

미래를 다녀올 수 있다면 복권이나 금융경제 상황을 알 수 있으니 벼락부자가 되는 것 또한 가능하게 된다. 또한 불치병에 걸렸다면 과학기술이 훨씬 더 발전한 미래에 가서 병을 고치는 것도 가능할 수 있을 것이다.

하지만 타임머신이 만약 있다면, 이 경우가 가지고 있는 역설적인 상황 또한 존재 한다. 그것을 타임패러독스라고 한다. 재미있는 예들이 많다. 한번 살펴보자.

알기 쉬운 유명한 예로는 과거로 돌아가 자기 자신을 죽이는 일이 있다. 만약 이와 같은 일을 벌인다면, 과거의 자신이 성장하여 미래의 자신이 될 일은 없다. 그렇다면 지금의 자신은 어떻게 되는가? 존재하는가, 존재하지 않는가? 그러면 과거의 자신이 죽을 일은 있는가, 없는가?

굳이 죽이지 않는 다해도 만나는 것만으로도 문제가 생긴다. 과거의 자신이 언젠가 미래에 타임머신으로 과거의 자신을 만나고 싶다는 생각으로 타임머신을 만들어 과거로 날아와 둘이 만났다. 그런데 이 만남 때문에 과거의 자신이 타임머신 개발을 그만둔다면? 비슷한 내용으로 '아버지 살해 패러독스'라는 것이 있다. 내가 태어나기 전의 과거로 타임머신을 타고 가서 내가 아버지를 살해하면 나는 어떻게 되고 아버지는 어떻게 되는가?

'공짜 패러독스'라는 것도 있다. 시간여행자가 과거로 가서 셰익스피어에게 셰익스피어 전집을 주고, 마감에 쫓기던 셰익스피어가 필요한 부분을 베끼면 이 부분은 누가 쓴 것일까? 셰익스피어는 자기가 베껴 쓴 책을 베낀 책을 베끼게 된다.

도라에몽에서도 비슷한 에피소드가 있는데, 한 만화의 다음 내용이 궁금했던 진구가 타임머신을 타고 그 만화를 보고온 뒤 친구들에게 자랑하다가 다음 내용을 고민하던 현시(現時)의 그 만화가가 그걸 듣고 진구를 불러다가 이야기를 듣고 만화를 그린다. 미래에선 그 패턴이 반복되다보니 떡밥 정리가 전혀 안 되는 만화가 되어있었고 만화가의 고민은 해결되지 않았다.

따라서 과거로 가는 시간이동은 그 자체로 아무리 사소한 것이라도 '인과율'을 위배한다는 문제가 있다. 게다가 리처드 파인만이 전자와 양전자를 가지고 세운 이론적 모델에 따르면, 미래에서 오는 파동이 과거의 일부가 되어 과거가 보호된다. 즉, 미래가 과거에 간섭할 수 없다는 결론이다. 또한 과거와 미래는 하나라, 과거에 돌아가 영향을 줘도 바뀌는 건 없다는 노비코프의 자체 일관성 원칙(Novikov Self-Consistency Principle)이란 이론이 있어, 무슨 짓을 해도 타임 패러독스는 없다를 찍게 된다(...)

신기하게도 타임머신을 연구하는 학자도 존재한다.

로널드 몰렛이라는 과학자(1953~)가 현재 타임머신을 연구 중인데, 이 사람은 존 티토 같은 정체가 불분명한 사람과 달리 진짜로 제대로 된 물리학자다. 고리 레이저를 이용할 계획이라는 듯. 참고로 그가 타임머신을 개발하려는 진짜 이유는 어린 시절로 되돌아가서 아버지에게 담배를 끊으라고 말하는 것이라 한다.(!) 이 과학자가 10살이었던 때, 33살의 아버지가 갑작스럽게 심장마비로 돌아가셨기 때문. "기계에 의한 시간여행"을 최초로 등장시킨 허버트 조지 웰즈의 소설을 보고 영감을 얻어, 과거로 돌아가 아버지에게 금연을 권하는 것을 평생의 꿈으로 삼아 왔다 하니, 끈기가 대단하다고 말할 수 있다.

자, 이제 처음으로 돌아와서 묻는다. 타임머신을 만들 수 있을까?, 혹은 불가능 한 것일까?

이 그림이 간결하게 결론지었다.

결론은 그런거 없다.

왜 없는 것일까? 다음과 같은 이유들이 있다.

1. "만약 미래에 과학이 발달해서 시간이동이 가능해진다면, 우리는 이미 시간여행자를 만났어야 한다." -스티븐 호킹-

만약 타임머신이 있다면, 타임머신이 발견된 먼 미래에서 지금 우리가 살고있는 시대에 와있는 미래인이 분명 존재해야할 것이다. 하지만, 미래인의 모습이 발견되지 않고 있다. 물론 어쩌면 우리는 시간여행자를 잡아다가 정신병원에 가두고 있을지도 모른다!! 보기가 드물뿐 정신병원에 가면 자신은 시간여행자라고 주장하는 사람(망상)이 있기는있다. (…) 하지만 그들의 증거나 주장하는 합리성이 많이 결여되있는 것을 보면 미래에서 왔다고 생각하기 힘들다.

2. 아인슈타인 또한 타임머신이 있을 수 없음을 증명하였다. 아인슈타인은 상대성 이론에서 속도가 빠르면 빠를수록 물체의 질량이 증가한다는 것으로 우주 한계속도인 빛보다 빨라지게 되면 질량이 무한대로 증가한다고 하였다. 예를 들어 초광속으로 이동할 수 있는 우주선이 있다면 빛보다 빨라지는 순간 질량이 엄청나게 증가하게 되고, 이로 인해 빛보다 빠른 속도를 만들기 위해서는 처음보다 수백, 수천 배 이상의 엄청난 추진력이 필요하게 되는데, 이는 달리 말해 빛보다 빠른 속도의 초광속 비행은 사실상 불가능하다는 것이다.

또한 어찌어찌해서 시간여행을 한다쳐도! 시간은 실존하는 물리량이 아니라. 단순히 물리량을 계측하기 위해 인간이 만들어낸 추상적인 단위이다. 시간이　컴퓨터처럼 순간순간마다 그때의 의미나 정보(누가 몇 시에 위치한 것, 순간에 하고 있던것등등)를 저장하고 있지는 않는다. 따라서, 시간을 거꾸로 여행해도 원래 과거의 상태로 유지되어 있는지는 의문이다.

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마무리하며...

타임머신은 우리의 흥미를 자극한다. 우리는 대중매체나 책속에서의 타임머신을 떠올리며 우리가 그 이야기의 주인공이 되기를 소망했다. 하지만, 타임머신은 들었던 근거들을 보았을때 실현하기 어려운 아니 실현할 수 없는 것이라 봐도 무방한 것처럼 보인다.

하지만 인간은 불가능한 것을 언젠가 이룰 것이라고 믿고 끊임없이 도전해왔다. 새처럼 하늘을 날 수 없다고 생각했지만 라이트형제가 비행기를 만들면서 그것을 가능하게 만들었다. 더 나아가 이제는 우주까지 바라보고 있다. 또한 생명체를 복제하는 것은 인간의 영역이 아닌 신의 영역이라고 생각했는데, 이제는 양을 넘어 개도 복제하는 시대에 왔다.

이렇듯 사실 인류라면 미래에 실현할 수 있지 않을까? 기대가 되기도 한다. 타임머신이 언젠가 손자의 손자의 손자의.... 서기 10000년이라면 혹시나 가능하지 않을까?

지금 타임머신이 없다고, 서운해하지는 않았으면 좋겠다. 우리에게는 상상이 있지 않은가? 상상만 하면 내가 있었던 과거 어디든 갈 수 있고, 항상 달라지는 미래를 언제 어디서건 상상할 수 있다. 상상할 수 있는 힘이 있는한 과거와 미래는 끊임없이 존재한다.

참고자료.

타임머신을 연구하는 롤링박사의 노력.

http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=57&contents_id=2145

타임머신이 존재 불가능한 이유.

http://whyschool.tistory.com/23

시간여행에 관해.

http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=20&contents_id=6956

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지도자급 멘토링 4기 과학/학술분과 신문으로도 이 글이 올라간듯하다.(13.09.15)