[Science Cookie] 시간은 대체 무엇일까? 4차원의 환상을 박살내 보자!

 

 

우리는 카메라를 이용해 멋진 풍경이나 남기고 싶은 순간을

사진 또는 동영상으로 남기곤 합니다.

둘 다 지금 이 순간을 기록한다는 공통점이 있지만

둘은 분명히 명확한 차이점이 있습니다

 

사진과 동영상의 결정적인 차이점은 무엇일까요?

일반적으로 이렇게 답할 수 있습니다

'사진은 멈춰있는 순간을 찍는 것이고

동영상은 움직이는 대상을 찍는 것이다.'

 

맞습니다. 정확하게 말하자면

'시간의 변화를 기록할 수 있는가?' 라는 차이가

이들이 가지는 결정적인 차이점인 것이죠

 

시간을 기록할 수 있기 때문에 우리는

움직이는 영상을 담을 수 있게 된 것입니다.

 

그렇습니다.

시간이라고 하는 것은 단순히 흐르는 것이 아니라

물체를 이곳에서 저곳으로 이동하게끔 만들어주는

아주 중요한 요소 중에 하나라는 것이죠.

 

다시 말해 시간이라고 하는 요소가 존재하지 않는다면

우리의 세상은 단 하나의 움직이지 않는

정지된 상으로만 존재할 뿐이라는 뜻입니다.

 

우리가 알고 있는 흐름이라고 하는 것은

반드시 시간이 개입합니다.

그 흐름이 설령 보이지 않는 전자기파의 흐름이라 할지라도

혹은 에너지의 흐름이라고 할지라도

시간 없이는 절대 흐를 수가 없기 때문이죠.

 

그렇기 때문에 우리는 변화하는 모든 상태에 관한 공식에

시간이라는 단위가 반드시 들어가는 것을 볼 수 있습니다.

속도의 경우만 봐도 km/h 같은 단위를 살펴보면

'1시간 동안 몇 km를 움직였는가?'

라는 의미를 내포하고 있는 것을 보면 금방 알 수 있습니다.

 

그런데 너무나도 익숙하게 지나가고 있는

이러한 시간의 흐름을 정확하게 인지할 수 없는 인간은

이를 통제할 수 없습니다.

 

그렇기 때문에 문명이 발달하기 전인 고대 시대에는

일정하게 반복되는 천체의 주기운동을 통해

시간의 흐름을 대략적으로 짐작만 할 수 있었습니다.

 

별의 움직임이나 하늘의 움직임,

태양이 뜨고 지는 이러한 일상 속에서

관찰 가능한 반복되는 일들을 이용해

만들어 낸 대표적인 발명품이

바로 달력인 것이죠.

 

오늘날 현대인들의 필수품인 시계는

산업혁명 이후 기계과학의 발전과 더불어 본격적으로 대중화되기 시작했으며

이러한 시계 또한 특정하게 반복되는 주기운동을 이용해

기준점을 설정해 단위를 만들어서 의미를 부여하는 방식이었습니다.

 

우리가 살아가는 동안의 대부분은

이러한 시간의 구애를 받아가며 살아갑니다.

시계의 대중화 덕분에

우리는 특정 공간에서 특정한 시간 속에

정확하게 약속을 잡을 수 있는 지표가 생긴 것이죠.

 

시간을 지각할 수도 통제할 수도 없었던 인류가

일정한 지표로서 사용하게 될 수 있었던 가장 큰 계기를 제공한 셈이죠.

 

결론부터 말씀드리자면

시간은 분명히 존재하지만

인간은 인간의 능력(만)으로 이것을 지각할 수도

그리고 통제할 수도 없다는

한계를 가지고 있는 것이죠.

 

우리가 공간을 나누는 지표로

좌표라고 하는 것을 사용합니다.

이러한 좌표의 종류는 굉장히 많은데요

일반적으로 우리는 x축과 y축 그리고 z축으로 이루어져 있는

공간상의 좌표를 가장 많이 사용합니다.

 

이렇게 세 가지의 지표로 이루어져 있는 이러한 공간을

우리는 3차원 공간이라고 합니다.

우리는 이 3차원이 이루고 있는 공간 내 어디든

마음만 먹으면 어떠한 방법을 통해서든 그곳으로 갈 수 있습니다.

 

그러나 애석하게도 우리가 3차원 내에서

'아무 곳이나 이동한다' 할 수 있다 할지라도

시간이라는 차원이 존재하지 않는다면

제 아무리 가까운 거리라도 우리 마음대로 갈 수 없게 됩니다.

반드시 시간이라는 차원이 존재해야 가능한 이야기죠.

 

다시 말해 우리는 지금 3차원에 살고 있지만

이 3차원 속에서 시간이라는 차원이 한 차원 더해진

그러한 3+1차원

다시 말해 4차원에서 살고 있는 겁니다.

이를 우리는 4차원의 시공간이라고 합니다

 

우리가 이미 4차원 속에 살고 있는 거죠!

그런데 왜 우리는 이미 4차원이라는 공간 속에 살고 있으면서

3차원의 존재라고 하는 것일까요?

 

앞서 설명했듯 인간은 시간이라는 차원을

제대로 지각할 수도

그리고 통제할 수도 없습니다.

 

대체 왜 다양한 기술들을 통해서

지금까지 이렇게 문명이 발달하고

이렇게 기술이 성장할 수 있었던 이 인간이

이 시간이라고 하는 것은 통제를 할 수가 없는 것일까요?

 

비밀은 바로 우리의 뇌와

우리의 감각 기관이 시간의 구애를 받기 때문입니다.

 

우리는 세상을 인지할 때

우리가 느낄 수 있는 모든 감각기관의 정보들을

뉴런이라는 신경세포를 통해 뇌로 전송해줍니다.

 

그런데 이러한 정보들이 이동하는 동안에도

역시나 시간이라는 흐름이 필요합니다.

다시 말해 우리가 세상을 인지하는 과정에서

필수적으로 시간의 흐름이 필요하기 때문에

인간은 절대로 시간에 독립적인 존재가 될 수 없습니다.

 

만약 이러한 시간에 구애받지 않는 초월자가 존재한다면

영화 〈루시〉를 통해 볼 수 있는 것처럼

시간을 마음껏 앞으로도

뒤로도 돌릴 수 있는 상상을 해 볼 수 있겠죠?

 

그러나 이 또한 인간의 상상으로 만들어진 이미지일 뿐

실제로 시간 차원을 이동하는 모습은

구현하기 힘든 모습일 수도 있습니다.

 

빛을 이용해 시각적인 이미지를 만드는 우리의 머릿속으로는

빛마저도 멈춰버린 '진짜' 시간이 정지한 공간 속에서의 이미지를

상상할 수 없기 때문이죠.

 

아인슈타인의 상대성이론에서

가속을 만들어 내는 중력장이 시공간을 크게 뒤틀어 놓아

큰 중력 속에 놓여진 대상과

그렇지 않은 대상 사이에 발생하는 시간차 또한

시간이 경과하는 속도의 차이만 존재할 뿐이지

시간이 흐르지 않는 절대적인 공간은 존재할 수 없습니다.

 

설령 있다고 해도 절대로 관측할 수도 예측할 수도 없죠.

흔히 블랙홀에서는 시간이 정지한다고 이야기하지만

실제로 이상적인 완벽한 보호 장치가 존재해

인간이 블랙홀 속으로 들어갔다 치더라도

그 속에 있는 인간은 블랙홀 바깥에 있는 인간과

체감 상 별반 다를 게 없는 시간의 경과를 느낄 뿐입니다.

다만 밖에서 볼 때 그 사람의 시간은

흐르지 않는 것처럼 보일 뿐이지요.

 

이렇듯 우리 인간은 이미 4차원의 세계에 살고 있지만

시간이라고 하는 차원을

우리가 지각할 수도 통제할 수도 없기 때문에

3차원의 존재라고 부르는 것이랍니다.

 

그러나 우리가 이미 일상 속에서

시간을 넘나드는 여행을 하고 있다는 것, 알고 계셨나요?

 

여러분은 무엇으로 지금 제 영상을 보고 계신가요?

유튜브를 통해서 보고 계신가요?

그렇다면 여러분의 지금 아래쪽을 보시면

이 아래쪽의 타임 바가 보일 겁니다

 

자! 당신의 시간을

30초 전으로 돌릴 거예요, 하나 둘 셋!

 

...

 

너무 황당해서 놀라셨다고요?

여러분이 보고 계신 이 영상 또한 시간의 흐름에 따라

영상 정보를 전달합니다!

그러니 여러분께서는 마우스 클릭으로 타임 바를

몇분 전, 몇초 전으로 돌려서

마음껏 시간을 왔다갔다, 타임 점핑을 할 수 있게 되는 것이죠.

 

말 그대로 과거로 마음대로 돌아갈 수도 있고

미래로 마음대로 갈 수도 있는 그런 사람인 것이죠.

물론, 물론 이러한 건

엄밀히 말해서 4차원 여행이 아니지만 말이에요.