초등학생 아들과 함께 ‘어벤져스 엔드게임’을 보았다. 이 영화에서 주인공들은 타임머신을 개발해 과거로 가서 인피니티 스톤을 가져 온다. 타임머신과 시간여행은 공상과학 영화의 단골소재다. 아들은 이 영화를 흥미롭게 보고난 후, 내게 타임머신이 정말 개발 가능한지 물었다. 그 질문에 나는 ‘상상할 수 있으니까 가능하지 않을까?’라고 대답했다. 그러면서 타임머신과 시간여행에 관한 가능성 여부가 과학계에 중요한 이슈가 되고 있다고 말했다.
나는 아들에게 시간여행에 대해 더 많은 것을 알려주기 위해 관련 책을 읽고, 인터넷 검색으로 관련 자료를 찾아보았다. 상대성이론에 의하면 미래로 가는 시간여행은 제한적으로 가능하다고 알려져 있다. 일반적으로 시간여행이라고 하면 과거로 가는 여행이 포함되어야 한다.
과거로 가는 시간여행에 대해 많은 과학자들이 시공간의 휨에 의한 웜홀의 가능성을 예로 들면서 가능하다고 주장하기도 한다. 한편 과거로의 시간여행이 원천적으로 불가능하다고 주장하는 과학자들도 있다.
과거로 가는 시간여행이 원천적으로 불가능하다고 주장하는 과학자들의 핵심적인 반박논리는 다음과 같다.
“시간여행이 가능하다면, 미래의 언젠가 타임머신은 개발되었을 것이고, 그 타임머신을 타고 미래의 인류가 과거의 세계를 자유롭게 여행하고 있을 것이다. 그리고 그들의 일부는 우리들이 사는 현재 세계에도 와 있을 것이다. 그런데 우리는 미래에서 온 사람들을 만난 적이 없다. 이것은 시간여행과 타임머신이 불가능하다는 증거다.”
나는 시간여행이 불가능하다는 논리를 볼 때마다 약간 거북하고 우울하다. 나는 시간여행이 가능하다는 쪽의 편에 서 있다. 아니, 사실을 말하자면 나는 시간여행이 가능하다고 믿고 싶은 쪽이라고 할 수 있다. 시간여행이 불가능하다는 논리를 받아들인다면 시간여행에 관한 SF영화를 보는 재미가 반감될 것이다. 그리고 나의 상상력도 제한될 것이고 나아가 일상의 즐거움도 많이 줄어들 것이다.
과거로 가는 시간여행의 가능성에 대해 조사하던 중 영국의 물리학자 스티븐 호킹 박사가 2009년에 시행한 흥미로운 실험을 발견하게 되었다. 스티븐 호킹은 내가 존경하고 좋아하는 과학자이다. 그 호킹 박사가 시간여행에 관한 실험을 했다니 큰 호기심이 발동되었다.
스티븐 호킹은 2009년 6월 28일 TV프로그램 디스커버리채널과 연계해 시간여행자를 초대하는 파티를 캠브리지에서 열었다. 녹화 방송으로 진행된 방송에서 호킹은 풍성한 음식을 마련하고 시공간의 정확한 좌표가 적인 초대장을 공개했다.
시간여행자를 초대하는 방송을 생방송이 아니라 녹화 방송으로 진행한 이유는 시간여행자가 아니면서 장난삼아 참석하는 엉뚱한 일반 사람들을 막기 위함이었을 것이다. 그러나 이 파티는 방송을 탔기에 역사적 기록으로도 분명히 남을 것이다. 그리고 이 파티의 초대장 복사본들은 수 천 년 이후까지 전해질 것이다. 그래서 미래에 사는 시간여행자들에게 이 흥미로운 파티의 시간과 장소가 알려질 것이다. 그리고 그들 중 일부는 반드시 파티에 참석할 것이다.
이런 예상으로 파티가 진행되었지만 안타깝게도 파티에는 아무도 나타나지 않았다고 한다. 스티븐 호킹은 파티 실험이 실패했다고 결론을 지었고, “파티에 아무도 나타나지 않은 것은 시간여행이 가능하지 않은 실험 증거”라고 말했다.
스티븐 호킹이 진행한 실험은 문제가 없었을까? 그리고 그가 내린 결론은 옳은 것일까?
나는 호킹이 진행한 시간여행자 파티 실험을 진지하게 분석했다. 그리고 그 실험에 문제점이 없었는지도 분석했다. 마지막으로 호킹이 내린 결론의 문제점에 대해서도 고찰했다. 하지만 호킹의 실험이 다소 익살스럽게 보이듯 나의 이 논문도 익살스러운 면이 있음을 고백한다.
과거로 가는 시간여행은 과연 불가능할까? 그리고 과거로의 시간여행이 과거의 역사에 영향을 주는 것이 불가능할까?
작가 소개
최규철 연구원
취미로 과학과 수학을 연구하며 이를 생활과 비즈니스에 적용하기를 좋아하는 아마추어 물리학자, 아마추어 수학자, 아마추어 철학자이다.
어린이 스토리텔링 수학교재 '아인슈타인수학 전집'을 저술했으며, '초딩도 이해하는 상대성이론', '초딩도 이해하는 E=mc2'을 출판했다. 그리고 아인슈타인의 교육철학에 관한 '나와 아인슈타인과 아가의 미소'를 출판했다. 최성호 대표와 함께 설립한 호기심을 살리는 우리들의 대학교 큐니버시티를 통해 꾸준히 과학과 수학에 관한 논문을 발표하고 있다.
