시간은 흐르지 않는다 03편

 

3줄 요약

시간은 질량(즉 중력)에 의해 늦춰지고, 속도 때문에도 늦춰진다.

이것은 맥스웰 방정식으로 쉽게 증명이 된다. 다만 아인슈타인이 생각하기 전까지는 이유를 설명할 수 없었을 뿐이다.

이렇게 시간이 모두 다르다면 우리가 말하는 공통적인 현재는 없는 것이다.

현재가 아무 의미 없으면 우주에는 무엇이 존재할까?

우리의 개념으로는 현재 있는 것을 존재라고 생각한다. 근데 현재가 없다면?

이제 '지금' 존재하며 시간이 흐름에 따라 변화한다는 생각은 더는 타당하지 않는 것이다.

 

 

 

03 현재의 끝

속도도 시간을 늦춘다

아인슈타인은 시간이 질량에 의해 늦춰진다는 것을 깨닫기 10년 전에, 시간이 속도 때문에 늦춰진다는 것을 알았다. 이 발견은 시간에 대한 우리의 직관과는 비교도 되지 않는, 그 무엇과도 비교할 수 없는 파괴적인 것이었다.

 

걸어 다닌 친구의 시간이 더 천천히 흐른다.

이 사실은 아주 복잡한 추론을 한 것도 아니었다. 맥스웰 방정식으로 충분히 설명할 수 있었다. 이 의문은 수학자들도 알고 있었으나, 그 누구도 제대로 된 설명을 할 수 없었다. 그러나 아인슈타인은 알았다. t는 멈춰 있는 나에게 흐르는 시간, 나와 함께 멈춰 있는 현상들에 적용되는 리듬이다. 한편 t'는 '당신의 시간', 즉 당신과 함께 움직이는 현상들에게 적용되는 리듬이다. 그 누구도 제자리에 멈춰 있는 시계와 움직이는 시계의 시간이 다를 수 있다고는 생각하지 못했다. 아인슈타인은 전자기 방정식 속에서 이 차이를 감지하고 진지하게 고민했다.

 

움직이는 물체는 정지해 있는 물체보다 더 짧은 기간을 경험한다. 움직이는 물체에서 시간은 줄어든다. 여러 장소에서의 시간도 하나로 공통적이지 않지만, 한 장소에서의 시간도 하나만 존재하는 것이 아니다. 기간은 정해진 궤적을 지나는 어떤 사물의 움직임과만 관련이 있을 수 있다. 

 

'고유 시간'은 당신이 어디 있는지에 따라, 인접해 있는 물질의 질량이 많고 적은지에 따라 달라질 뿐 아니라, 이동하는 속도에도 영향을 받을 수 있다. 이는 그 자체로 매우 이상하다. 하지만 실제로 경험해보면 정말 놀랍다.

 

 

'지금'은 아무 의미가 없다

우리의 '현재'는 우주 전체에 적용되지 않는다. 현재는 우리와 가까이에 있는 거품이라고 생각하면 된다. 

우주 곳곳에 잘 정의된 '지금'이 존재한다는 생각은 환상이자 우리 경험의 부적절한 외삽이다.

 

행성 사이의 우주 공간에서 이런 질문을 한다고 해보자. 두 개의 돌이 이 공간 속에서 '같은 높이'에 있는가? 이 질문의 타당한 답은 '우주에는 같은 높이라는 통합된 개념이 없기 때문에 잘못된 질문'이라는 것이다. 혹은 지구에서의 사건과 프록시마b에서의 사건, 두 사건이 '같은 순간'에 발생했는가? 이 질문에 대한 타당한 답도 '우주에는 같은 순간이라고 규정된 시간이 없기 때문에 잘못된 질문'이다. 

 

'우주의 현재'는 아무 의미가 없다.

 

 

현재가 없는 시간 구조

우주의 시간 구조 역시 원뿔형으로 이루어져 있다. '시간적인 선행' 관계도 원뿔형으로 이루어진 부분의 순서 관계를 형성하고 있다. '완전'하지 않고 '부분'적인 우주의 사건들 간의 순서를 정의하는 특수상대성이론이 우주의 시간 구조가 친척 관계와 같다는 점을 발견한 것이다. 인간 사회에 자손도 선조도 아닌 사람들이 존재하는 것처럼, 확장된 현재는 과거도 미래도 아닌 사건들 전체를 뜻한다.

 

공통적인 현재는 존재하지 않는다. 그리고 시공간의 시간 구조는 시간의 층으로 이루어지지 않는다. 오히려 이것은 광원뿔로 이루어져 있다. 이것이 아인슈타인이 25세의 나이에 깨달은 시공간의 구조다. 10년 뒤, 아인슈타인은 시간이 흐르는 속도가 장소에 따라 다르다는 것을 알게 된다. 그래서 시공간의 구조는 사실상 정리된 상태가 아니라 흐트러질 수 있고 또는 혼란스러울 수 있는 것이다.

 

현재가 아무 의미 없다면 우주에는 무엇이 '존재'할까? '존재'하는 것이 '현재 속에' 있는 것 아닌가? 우주가 어떤 특별한 구성으로 '지금' 존재하며 시간의 흐름에 따라 변화한다는 생각은 이제 더는 타당하지 않다.

 

 

 

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