미래여행

미래여행은 과거여행에 비해 쉽다. 상대성이론의 시간지연효과를 이용하면 된다. 빠르게 움직이거나, 아주 큰 중력을 가진 블랙홀 같은 곳으로 여행하면 시간이 천천히 흐르기 때문에 미래로 시간을 여행할 수 있다. 지금도 우주비행사들은 아주 짧은 시간이지만 시간여행을 경험하고 있다. 세 번의 우주비행으로 총 748일간 궤도에 있었던 러시아 우주비행사 세르게이 아브데예프(Sergei Avdeyev, 1956~)는 이미 5분의 1초 정도 미래로 여행했다. 우주정거장이 시속 2만 7200km 이상의 속도로 비행해 시간이 지연됐기 때문이다.

1. 베텔기우스 왕복 특급

우주선을 타고 500광년 떨어진 별 베텔기우스를 빛에 가까운 속도로 왕복하면 10년만에 1000년 뒤의 미래로 갈 수 있다.

아직은 불가능한 이유

리처드 고트(J. Richard Gott, 1947~) 프린스턴대 교수는 이런 미래 여행 방식이 가능하려면 지금까지 가장 높은 출력을 가진 새턴 5호 로켓의 4000배에 달하는 물질-반물질 로켓을 만들어야 한다고 계산했다. 물질-반물질 에너지 저장 탱크와 엔진이 녹지 않게 냉각하는 기술, 우주선에 부딪히는 성간 물질로부터 우주선을 보호하는 기술을 개발해야 한다. 우주비행사가 10년간의 우주 비행을 견디는 것을 제외하고 말이다.

2. 블랙홀 탈출 익스프레스

안이 텅 빈 구 모양의 블랙홀을 만들어 그 안에 들어간다. 블랙홀 안으로 들어가면 중력이 0이어서 공의 안쪽은 안전하다. 블랙홀 안의 시간은 느리게 가며, 밖의 시간은 빨리 지나간다. 더 먼 미래로 빨리 여행하고 싶다면 더 압축된 블랙홀을 만들거나 더 무거운 블랙홀을 만들어야 한다. 물리학자 앨런 라이트먼(Alan Lightman, 1948~), 빌 프레스(William H. Press, 1948~) 등의 계산에 따르면 아무리 단단한 물질이라도 붕괴되지 않고 스스로 지탱하는데 한계가 있다고 한다. 시간여행 속도도 제한이 있다. 이런 형태의 타임머신은 블랙홀에서 1년 지내면 밖의 시간이 5년이 흐르는 것보다 빠르게 만들 수 없다.

아이디어의 기원

우주선을 타고 블랙홀에 다가가면 중력에 의해 속도가 점점 빨라져 결국 빛의 속도에 가까워진다. 이때 블랙홀에 다가갈수록 바깥으로 나가는 빛의 속도가 느려진다. 블랙홀에 떨어지는 우주선은 아주 빠르게 블랙홀에 떨어진다고 여긴다. 하지만 먼 곳에서 보면 우주선이 천천히 블랙홀에 가까워지며 아무리 기다려도 블랙홀에 닿지 못하는 것처럼 보인다. 이렇게 블랙홀로 가까이 가는 것도 시간여행을 하는 한 방법이겠지만, 이럴 경우 우주선이 버티지 못하기 때문에 어느 한 곳에서 블랙홀을 만들어 그곳에 들어가 있는 방법이 안전하다.

블랙홀에 빨려들어가는 것보단 블랙홀에 들어가 있는 것이 낫다. 블랙홀의 안은 안전하기 때문이다.

블랙홀의 상상도. 블랙홀에 빨려들어가는 순간은 아주 짧다. 하지만 밖에서 보면 영원히 블랙홀에 닿지 못하는 것처럼 보인다.

그림에서 굽은 공간의 표면은 사실 우리가 보기엔 곧게 펴진 공간이다. 곧게 펴진 공간을 잇는 다리를 웜홀이라고 한다.

아직은 불가능한 이유 웜홀이 열린 상태를 유지하려면 특수한 물질이 필요하다. 이 물질은 질량이 0보다 작은 음의 에너지밀도와 음의 중력을 가져야 한다. 그래야 바깥쪽으로 밀어내는 힘이 작용해 웜홀이 닫히는 것을 막을 수 있어 여행자가 웜홀 속을 통과할 때 안전하다.

4. 괴델의 회전하는 우주

1949년 수학자 쿠르트 괴델(Kurt Gödel, 1906~1978)은 ‘회전하는 우주’ 모형을 고안했다. 이 우주의 시공간은 물질 분포에 의해 크게 휘어 닫힌곡선을 이룬다. 빛은 순환하는 부메랑 같이 움직인다. 빛에 가까운 속도로 달려 부메랑의 경로를 직선으로 가로지르면 빛을 앞지를 수 있다. 이를 시간여행에 활용하면 과거와 미래로 갈 수 있다.

아이디어의 기원

아인슈타인의 장 방정식은 질량을 가진 물체 주변의 시공간이 어떻게 구부러지는가를 표현한 것이다. 전체 우주의 질량분포로부터 우리가 살고 있는 우주의 구조와 진행 상태를 알 수 있다. 이때 우주상수의 크기와 물체의 분포 및 상태를 바꾸면 다양한 우주 모형을 만들 수 있다. 괴델의 회전하는 우주도 그 중 하나다. 괴델의 우주는 아주 큰 우주상수가 있고 우주 전체가 회전하고 있다는 가정을 담았다. 이 우주에서는 시간여행이 가능하다. 일반상대성이론을 통해 계산해낸 우주인만큼 인과율을 제외하면 이론적인 모순이 없다. 괴델은 시간여행에 필요한 정확한 우주선의 속도와 연료, 거리와 시간까지 계산했다.

괴델의 회전하는 우주에서는 빛이 부메랑처럼 곡선을 이루며 휜다. 직선인 지름길로 빛보다 빠른게 간다면 과거로 갈 수 있다.

아직은 불가능한 이유 아쉽게도 우리는 괴델의 회전하는 우주에 살고 있지 않다. 관측에 따르면 은하는 서로 멀어지고 있으며, 이는 우주가 팽창하고 있다는 것을 말해 준다. 그리고 만약 우주가 괴델의 우주처럼 빠르게 회전하고 있다면 우주 마이크로파의 배경복사의 온도가 계속 변하겠지만, 이런 현상은 관측되지 않았다.

아주 운이 좋아 내가 입자와 반입자로 나뉜다면 반입자인 나는 과거로 간다.

물론 보고 온 과거를 다시 보려면 다시 한 번 운이 좋아야 한다.

아직은 불가능한 이유 이 아이디어가 성공하려면 어느 시점에서 우주 내의 양전자와 전자의 수가 거의 같아야 한다. 아쉽게도 현재는 우주에 양전자보다 전자가 훨씬 더 많이 있다. 또 입자와 반입자가 만나 소멸할 때 에너지가 나오는 데 이 에너지를 시간여행자가 버틸 가능성은 없다.

6. 우주끈 히치하이킹

우주선을 타고 지구를 출발해 목적지 행성으로 향한다. 보통 지구에서 직선코스로 향하는 것이 최단경로지만, 우주끈 주위에는 공간이 떨어져 있으므로 광속으로 향해 가는 우주끈 A의 옆을 도는 쪽이 거리가 짧아진다. 우주선은 우주끈의 경로로 빛에 가까운 속도로 목적지로 향한다. 그러면 지구에서 목적지까지 똑바로 나아가는 빛보다 빨리 도착할 수 있다. 목적지에 도착해 지구를 보면 아직 출발하기 전의 우주선이 보인다. 또 반대로 지구로 돌아오는 우주끈 B의 옆을 돌아 지구로 오면 지구를 출발하려는 자기 자신을 만날 수 있다.

아이디어의 기원

리처드 고트 미국 프린스턴대 교수가 제안한 시간여행이다. 우주끈은 길고 얇은 물체로 우주생성 초기 물질들이 시공간의 구조에서 끈의 모양으로 만들어진 것이다. 시공간의 다른 영역들이 상변이를 겪을 때 두 영역 사이의 경계에서 형성된다. 이는 마치 액체가 응고될 때 결정 알갱이 사이에 형성되는 경계나 물이 얼음으로 변할 때 형성되는 갈라진 틈과 비슷하다. 아주 무한히 긴 두 개의 우주끈이 서로 아주 빠르게 움직인다면 그 주위에서 시간여행을 할 수 있는 영역이 생긴다. 두 끈이 서로 지나치면서 시공간은 심하게 왜곡된다. 시간여행 우주선은 쌍을 이룬 두 끈의 주위를 비행하면서 이런 시공간의 왜곡 현상을 이용한다. 타이밍을 잘 맞춰 시공간의 왜곡에 올라타면 과거로 시간여행을 할 수 있다.

우주끈은 공간을 왜곡해 지름길을 만든다. 이 지름길을 이용하면 과거로 갈 수 있다.

아직은 불가능한 이유 다른 모든 것이 가능하다고 하자. 아직 관측되지 않은 우주끈도 있다고 하자. 그런데 과거로 시간여행이 가능하려면 질량이 1cm당 1경t이며 빛의 속도의 99.999999996% 이상으로 반대 방향으로 움직이는 무한히 평행한 두 우주끈이 존재해야 한다.

출처:http://www.coshut.com/

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은둔형 외톨이는 삶에 대한 의욕을 상실 하게 되면서 집안에만 틀어박혀 바깥으로 나가는 것을 싫어하게 되는 사람을 이야기 합니다. 

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