시간여행

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時間 旅行 / Time Travel / Time Leap[1]

1 정의

일반적인 시간의 흐름에서 벗어나, 과거 혹은 미래로 가는 행위. 장르를 가리지 않고 자주 쓰이는 소재다.

2 가능 여부

물리학에서는 미래로 가는 시간여행은 이론상으로 가능하다.그리고 과거의 사건을 관찰하는 것도 가능하다.[2] 본인이 과거로 돌아가는 시간여행을 하는 경우에도 일반 상대성 이론을 어떻게 적용하느냐에 따라 가능하다.

2.1 미래로의 시간여행

미래로 가는 시간여행은 생각보다 쉽게 가능한데, 방법은 크게 두 가지다.

첫번째는 자신이 직접 빛의 속도와 가깝게 여행해서 상대성 이론에 따른 시간 지연을 일으키는 것이다. 두번째는 블랙홀이나 중성자별 같은 초중력체, 혹은 광속으로 운동하는 물체 주변에서 일어나는 시공간 왜곡 현상을 이용하는 방법이 있다. 둘 다 시간 지연을 이용하는 것으로 자신의 시간을 느리게 만들어 상대적으로 다른 시간은 빠르게 흘러가는 방법을 사용한다고 생각하면 간단하다
구체적인 예를 들면 우주인 A가 탄 로켓이 빛의 속도에 가까우면 가까울수록 로켓 내에서의 시간은 느리게 간다. 하지만 로켓을 관찰하는 정지한 관찰자 B에게는 시간 지연 현상이 일어나지 않고 원래대로 시간이 흐른다. 만약 시간 지연에 따라 시간이 2배 만큼 느리게 흐른다는 것은 A의 시간이 1초 흘렀다고 가정했을 때 B의 시간은 2초 흐른 것이다. 즉 미래로 가는 시간여행이 가능하다고 볼 수 있다.

자동차가 달리고 있고 자동차 내부에 존재하는 공이 수직왕복 운동을 한다고 보자. 그렇다면 그 공은 안에 타고 있는 사람의 시점에서는 수직으로만 운동하지만 외부에서 보는 사람의 입장은 그 공은 대각선으로 올라갔다가 대각선으로 내려오는 운동을 하는 것이다. 즉 내부에서 보는 시점에서의 공의 운동거리와 외부에서 보는 공의 운동거리가 다르다는 것이다. NGO 타임머신 관련 편에서 자주 나오는 설명방법.

다만 이 경우 다른 사이언스 픽션 작품에서 말하는 시간여행(미래의 자신을 만나는 등)과는 조금 다르다.

SF소설가 김보영은 이 현상을 주제로 연작소설을 썼는데, "미래로 간다."라는 말로 이 현상을 표현했다. '우주에 잠깐 갔다오니 시간이 오래 흘렀더라.'라는 건 조 홀드먼의 소설 <영원한 전쟁>, 폴 앤더슨이 집필한 <타우제로>, 피에르 불 원작의 <혹성탈출> 시리즈, 일본 단편애니메이션 <별의 목소리> 등이 유명하다. 그리고 2014년 개봉한 영화 인터스텔라가 바로 이런 내용을 담고 있다.[3]

민간 설화에서도 등장하는데 어느 나무꾼이 신선들의 바둑 경기를 관람하고 돌아 왔더니 수십년이 흘러 있더라는 이야기도 있다.


여기서 언급되는 방법들의 공통적인 특징은 과거로 되돌아 갈 수 없다!!! 는 점이다.

2.2 과거로의 시간여행

출처는 내셔널 지오그래픽. 과거로의 시간 여행이 불가능한 이유


과거로의 시간여행의 경우, 빛의 속도에 가까울수록 시간이 느려지므로 빛보다 빨리 달리면 시간이 거꾸로 흐를 것이라고 생각하는 경우를 자주 볼 수 있다. 하지만 빛보다 빠른 물질은 없다.[4] 종종 "빛보다 빠른 물질을 발견했다!" 라는 뉴스가 뜨지만, 그러한 발견들은 전부 얼마 지나지 않아 기계 오류 등으로 인한 해프닝으로 마무리 되었다. 2011년 CERN의 초광속입자 해프닝이 바로 이런 사례. 사실 이러한 빛보다 빠른 입자의 발견은, 발견자 자신들도 불가능하다고 생각하기 때문에 '이런 오류가 생겼는데 다들 와서 이유를 밝혀 줘.'라고 하는 것과 마찬가지다. 그렇게 불러 모은 사람들마저 오류를 밝혀내지 못하면 상대성 이론에 대한 재검증이 시작될 테지만, 아직 그런 적은 없다. 하지만 상대성 이론에 따르면 빛보다 빠르게 달리면 시간이 거꾸로 흐르는 게 아니라 허수 방향으로 흘러가버린다. 과거로의 시간여행을 위해서는 다른 방향의 접근이 필요하다.

이론적으로 티플러 원통(Tipler cylinder), 우주끈(cosmic string), 웜홀(wormhole)등처럼 시공간을 왜곡하는 것이면 과거로의 시간여행에 사용할 수 있다. 통상 "시간성 폐곡선"(CTC, 'Closed Timelike Curves')이라 부른다. 단지 저런 것들을 만들거나 제어하는데 필요한 질량이나 에너지가 현재의 인류과학의 수준을 아득히 넘어선다는게 문제다. 게다가 일부 이론에 의하면 이런 왜곡장들은 만들어진 직후에 파괴된다고 한다. 아주 찰나의 순간만 생성된다나.

코네티컷 대학의 물리학자 로널드 몰렛(Ronald L. Mallett)은 고리형 레이저도 '관성계 끌림' 현상을 일으키며, 이를 이용해 시간폐곡선을 만들 수 있다고 주장했다. 몰렛은 이를 토대로 '레이져 광학형 타임머신 송수신기(LOTART; Laser Optical Time machine and Receiver Transmitter)'의 구상에 대해 미국 특허 상표 사무소에 특허를 출원했다.(로널드 몰렛, "시간여행자", 쌤앤파커스) 미국 정부는 이 아이디어에 대해 '조건부 특허'를 인정했다.

미치오 카쿠에 따르면, 웜홀을 만들 수 있으면 과거로의 시간여행이 가능하다. 웜홀의 출구의 시간을 느리게 가게 하여 입구로 들어가면 과거로 갈 수 있다.

흔히 간과되는 것이 있는데 타임머신 같은 걸 이용해 시간여행을 할 경우 필연적으로 공간(좌표)이동도 해야 한다. 일단 지구는 하루에 한 바퀴씩 자전을 하고 있고, 또한 태양을 중심으로 공전하고 있다. 그리고 태양 역시 우리 은하 중심을 기준으로 초속 251km로 공전 중이다. 그리고 우리 은하 역시도 은하단 주위를 엄청난 속도로 돌고 있다. 게다가 이 모든 운동은 전부 가속운동이기에, 지구를 relative한 좌표계로 설정하는 것이 불가능하다. 그러니 슈퍼컴퓨터라도 동원하지 않는 이상 도무지 어느 공간(좌표)에 떨어질지 알 수가 없다. 하여간 이래저래 시간여행은 어렵기만 하다.

한 예로 <시민쾌걸>에서는 집 안에서 타임머신을 타고 시간만 이동을 했는데, 세월이 흘러 집이 허물어지고 콘크리트 다리가 세워져서 그 안에 갇혀죽었다.(...) 나중에는 시체를 파낸다. 다른 편에서 타임머신을 타고 시간 이동을 했는데, 지구의 공전으로 인해 우주공간에 떠있게 되어 질식사했다.

반대로 아이작 아시모프는 시간여행 소설 '영원의 끝'에서 등장 인물들의 입을 빌려 이를 정면으로 반박했다.

앤드루는 야로 교육가를 정면으로 바라보면서 심각하게 얘기하던 자신의 모습을 떠올렸다.

"하지만 지구는 태양의 주위를 돌고 태양은 은하계 중심의 주위를 돌잖습니까. 은하계도 움직이고요. 제가 지구의 한 지점에서 출발해 100년만큼 하위시대로 간다면 저는 진공 속에 있게 됩니다. 지구가 그 자리에 도착하려면 100년이 걸리니까요."
(그때만 해도 앤드루는 1세기를 '100년'이라고 표현했다.)
그러자 야로 교육가가 쏘아붙였다.
"시간과 공간은 별개가 아니야. 시간 속을 이동하면 지구의 움직임을 따르게 되지. 네 말대로라면 공기 중을 날아가는 새도 우주로 튕겨 나가야 한다는 거냐? 지구가 초속 30킬로미터라는 빠른 속도로 태양의 둘레를 돌기 때문에? 그리고 지구가 새의 발밑에서 사라진다는 얘기냐?"

그러나 이 논리는 좀 이상한데, 공기 중을 날아가는 새가 지구에 붙어있을 수 있는 건 관성과 지구의 중력과 대기가 이를 붙들고 있기 때문이다. 그런데 시간여행의 경우에도 통상적인 대기와 중력에 영향을 받을지 시간에도 관성력이 있을지 의문이다. 애초에 물리법칙에 어긋나는 시간이동과 물리법칙에 따른 단순 이동을 동일선상에 놓고 보는건 적절한 비유가 아니다. 쉽게 말하면, '시간은 높은 곳에서 아래로 흐르는 물과 같다. 그런데 인간은 인공적으로 물을 다시 높은 곳으로 퍼올릴 수 있으니 시간도 거꾸로 가게 할 수 있을 것이다.', '시간은 쏜살과 같다. 쏜 화살은 언젠가 멈추므로 시간도 언젠가는 멈출 것이다' 등의 비유처럼 같이 코믹하고 재미는 있으나 논리성이나 진지함은 없는 셈이다.

그리고 무엇보다 과거로 시간여행은 불가능하고 과학이 훨씬 발달한 미래에도 결코 이루어 지지 않을 거라는 결정적인 증거는 미래에서 현재로 시간여행을 해온 사람이 아직 없었다는 것이다. 말하자면 페르미 역설의 시간여행자 버전. 20세기는 타임머신의 개념이 처음나오고 과학과 기술 문화 등의 발전이 인류의 미래에 엄청난 영향을 준 세기이므로 만약 수천년 또는 수만년 후에라도 과거로 시간여행이 가능해진다면, 반드시 20세기로 시간여행을 오는 사람이 있을 것인데 아직까지는 존 티토 나 닥터후의 타임로드 같은 창작물 말고는 미래에서 왔다는 걸 확실하게 입증한 경우는 없다. 그렇다면 과거로 가는 시간여행은 미래에도 영원히 실현되지 않거나 설사 실현된다고 해도 역사에 영향을 주거나 바꿀 수는 없는, 마치 영화나 TV를 보는 것처럼 일방적으로 관찰만 가능한 것일 수 밖에 없다.

2.3 광자는 시간여행이 가능하다?

시간여행이 가능한 가상의 시간성폐곡선 구조로 가장 흔하게 언급되어 온 것은 웜홀이다. 그러나 웜홀을 통한 시간여행에 대해서는 회의적인 의견도 만만치 않다. 웜홀 자체가 존재하지 않거나 설령 만들어진다고 해도 극히 짧은 시간동안만 존재할 수 있다는 의견, 혹은 설령 일정시간 유지될 수 있다고 해도 미세한 중력의 변화에 의해서도 붕괴될 수 있기 때문에 물질이나 에너지가 웜홀을 통과할 수는 없을 것 이라는 의견도 있었다.

하지만 적어도 후자에 대해서는 재검토가 필요할지도 모른다. 호주의 퀸즈랜드 대학 연구팀은 2014년 6월 20일, 네이처지를 통해, 웜홀의 존재를 가정한 시뮬레이션 실험에서, 만일 비교적 안정된 상태를 유지할 수 있는 웜홀이 존재한다면, 적어도 '광양자'는 웜홀을 무사히 통과할 수 있다는 결과를 얻었다고 발표했다.

3 관련 작품이 계속 만들어지는 이유

허버트 조지 웰즈가 1895년 타임머신을 쓴 이래로 얼추 백년넘게 흘렀고, 그동안에 수백만편의 시간여행물이 만들어졌다. 그럼에도 여전히 시간여행물은 만들어지고 앞으로도 만들어질 것이다. 이유는? 재미있기 때문이다. 시간여행물은 이미 낡은 패러다임이고, 진부하기 짝이 없고, 이야기 구조도 나올 수 있는 모든 구조가 다 나왔다고 생각되지만, 그럼에도 불구하고 재미있다. 특히 미래로 가는 것보다 과거로 가는 쪽이 더 재미있다. 미래로 가는 것은 판타지 세계로 이동하는 것이나 다름없다. 미래에서 무슨 짓을 하건 나의 현재와는 아무 상관도 없다. 그러나 과거로 가는 것은 역사를 바꾸는 행위와 연관된다. 그리고 거기서 무엇을 하는 것으로 주인공(그리고 주인공에 감정이입을 한 독자등)은 현재를 좌우할 수 있는 '신'이 될 수 있는 것이다. 이 뻔한 카타르시스는 의외로 강렬하다.

앞으로 시간여행물을 만들어서 '참신하다'는 평을 듣는 것은 불가능에 가깝다. 하지만 진부하다고 해서 연애물이 사라지고 공포영화가 없어지겠는가? 이건 과거로 돌아가서 허버트 조지 웰즈를 암살하더라도 바꿀 수 없는 진리이다.

그러나 단지 재미있어서 그렇다는 것은 지나치게 단순한 견해이다. 재미있는 것은 그 외에도 넘쳐난다. 시간여행과 타임머신에 대한 관심이 끊이지 않는 것은 윗 서술에서 말한 대로 시간에 대한 떡밥이나 각종 픽션은 진부할대로 진부해졌으나, 정작 시간이라는 물리학적 현상에 대해서는 우리가 너무도 모르기 때문이다. 100년 전에 비해 이론적 모형이 발전한 것은 사실이나 그것으로 시간에 대한 탐구가 거의 끝났다고 보는 것은 미치오 카쿠의 말대로 과학의 가능성을 제한하는 것인데다가 학문적 진리의 차원에서 성급한 것이다.[5] 그리고 시간이라는 현상이 가진 압도적인 포스에 누구나 압도당하기 쉽기 때문에 매체에서 흔히 등장하는 것이기도 하다. 실제로 능력자 배틀물에서도 시간능력자는 최상급, 나아가 신적인 수준으로 그려진다. 물리학적으로 상상할 수 있는 가장 압도적인 능력이기 때문일 듯 싶다.[6] 이것에 대항할 만한 것은 생물학적으로 상상할 수 있는 가장 압도적인 능력은 '죽음의 극복' 정도일까?[7][8]

애초에 기독교에서 말하는 신의 핵심 개념도 공간뿐만 아니라 시간을 초월한 편재성이다. 교부 아우구스티누스는 창조 이전에 신이 뭐하고 있었냐라는 질문에 흔한 답변 방식인 '그런 질문하는 사람들을 위해 지옥을 만들고 계셨다(...)'[9]라고 답하지 않고 '창조 이전엔 시간이 존재하지 않는다'라고 답변하였고 이는 '신은 항상 과거이자 현재이고 미래이다'라는 것을 설명하였다. 불교의 인과율과 연기설 역시 시간에 대한 설명을 위해 등장한 것이고...

스티븐 호킹은 북극점의 북쪽은 존재하지 않는다고 특이점을 설명하면서 언급한 바가 있다. 종교가 인간의 열망이 반영된 것이라고 본다면, 시간여행은 유한한 생명과 한정된 시간을 극복하고 싶어하는 모든 이들의 꿈과 로망(...)이 담겨 있는 것일지도 모르겠다. 시간의 방향을 보통 엔트로피의 증대 방향으로 본다는 점에서 엔트로피를 증오하는 몇몇 막장 존재들도 마찬가지(...)[10]

4 관련 인물

5 시간여행 소재가 나온 작품

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5.1 소설

대표적으로 우주의 끝에 있는 레스토랑 밀리웨이스나 미래에서 발견되어 과거로 버려진 마빈 등이 있다. 기업들은 과거에 가서 자원을 도둑질해 오기도 한다. 그리고 작중에서 타임 패러독스는 사소한 문제이고, 시간대에 따른 시제의 사용과 관련된 문제가 중요한 문제라고 주장한다(…).

5.2 영화

주로]] )

5.3 드라마

  • LOST
  • 가면라이더 덴오
  • 공룡전대 코세이돈
  • 나인 : 아홉 번의 시간여행
  • 닥터후 : 시간 여행의 본좌급인 작품.
  • 미래전대 타임레인저
  • 보보경심
  • 수퍼내추럴
  • 인현왕후의 남자
  • 컨티넘
  • 타임머신: 원제는 Voyagers! 80년대 KBS에서 방영했다. 실제 역사와 어긋나는 사건이 발생할 때 이를 바로잡는 임무를 맡은 시간 여행자와 동행자 소년의 좌충우돌 모험담. 비슷한 시기 연재했던 아기공룡 둘리를 보면 이 프로를 시청하는 장면이 있다.
  • 타임 트랙스: 원제는 Time Trax. 90년대 SBS에서 방영했다. 타임머신이 상용화된 22세기, 범죄자 한 무리가 타임머신을 타고 20세기로 도주한다. 이들을 검거하기 위해 램버트 반장이 20세기로 파견된다.
  • 히어로즈: 매시즌마다 시간여행이 주요사건의 열쇠가 되거나 계기가 된다. 시즌 1에서는 미래에서 온 히로 나카무라 의해 대량살상 사건을 알게 되고 이를 막고자 나선 것이 '히어로'들이 모인 계기가 되었고, 시즌 3 역시 미래에서 온 피터 페트렐리가 파멸을 막고자 한 것이 주요 플롯이며, 시즌 2,4에도 히로가 과거로 여행을 하는 것이 비중있게 그려진다. 애초에 시간능력자인 히로 나카무라가 주요인물 중 하나인만큼 시간여행의 비중이 큰 것은 당연하다.

5.4 만화

5.5 애니메이션

5.6 게임

5.7 연극

해리 포터와 저주받은 아이
  1. ↑ 타임 트레블은 타임머신등의 기기를 이용하여 물리적으로 시간여행을 하는 의미에 가까우며, 물리적인 시간 여행이 아닌 자신의 의식을 과거나 미래로 전송하는 것은 타임 리프라고 한다. 한마디로 타임 트레블로 또다른 시간대의 자기 자신을 만날 수 있지만 타임 리프로는 불가능하다. 따라서 타임 리프는 타임 패러독스의 영향으로부터 비교적 안전한 편.
  2. ↑ 밤하늘에 보이는 천체들 중에는 빅뱅 직후의 것으로 보이는 것들도 존재한다.
  3. ↑ 거대 블랙홀 주변을 도는 밀러 행성에서의 1시간이 지구 시간으로 7년에 해당한다는 부분.
  4. ↑ 타키온은 빛보다 빠르다고 하지만, 실존 여부가 불확실한 가상의 입장인 데다, 실제로 타키온이 존재한다고 해도 별다른 의미는 없다.
  5. ↑ 뇌, 영혼, 자유의지 등과 같은 근원적 테마에 대한 탐구에서 이러한 독단에 빠지는 경우를 흔히 찾아볼 수 있다.
  6. ↑ 에너지를 다루는 능력들보다 보통 좀 더 신적으로 느낀다.
  7. ↑ 근데 생명체를 열역학적으로 정의한다면 엔트로피를 역전시키는 것.
  8. ↑ 최후의 질문이 부활과 일치할 수 있고... 그럼 물리학의 승리인가
  9. ↑ 정확히는 저서 '고백록'에서 앞의 지옥 드립을 언급한 뒤 '이런 농담으로 대답하면 안되고 제대로 설명해야 한다'라고 말한다.
  10. ↑ 역시 호킹의 말인데, 3차원의 인간이 시간축을 포함한 4차원을 상상하는 것이 애초에 모순일지도 모르지만.
  11. ↑ 12년 전 여고생 시절의 여주인공이 어떠한 일을 계기로 12년 후로 넘어온다. 그 계기는 중후반에 공개되는 가벼운 스포일러지만 보는 사람에 따라 감동 요소로 작용할 수 있으니 적지 않는다.
  12. ↑ 미래로 갈 때는 배트맨 비욘드의 세계관으로 가는데 그곳에서 그린랜턴이 자신의 아들인 워 호크를 만나게 된다.물론 어머니는 그녀.
  13. ↑ 시간의 균열이 생길때 원더우먼이 섬 밖으로 나오지 않던 과거로바뀌면서 시간여행이 일어났을 때를 기억하지 못하게 되고 그린 랜턴은 이미 죽고 가드너|다른 그린랜턴이 대신하는 과거로 바뀌었다가 다시 돌아온다.