현재 시간의 흐름에서 독립, 과거와 미래로 이동하는 "시간 여행"은 사람들의 상상력을 자극시킨다.
지금까지도 수많은 SF 작품의 소재로 다루어지고 있고, 최근에는 시간 여행자를 자칭하는 사람들이 속속 등장하고 미래의 세계에 대해 말하고 있다.
이론적으로 시공을 넘는 방법은 분명히 존재한다. 그러나 그것은 현재의 기술로는 이룰 수없는 것도 많고, 이론적으로는 가능하지만 현실적이지 않은 것도있다.
그래도 사람들은 시공을 넘는 것에 대한 꿈을 포기하지 않는다. 지금까지 연구자들이 주장한 이론 중 몇가지만 소개하면...
■ 아인슈타인의 일반 상대성 이론
일반 상대성 이론은, 물리학이 시간 여행을 이론화하는데 도움을 줘왔다. 일반 상대성 이론에서는, 공간에있는 물체가 시공 연속체를 왜곡하는 방법을 기술하고 있다. 즉 중력이다. 이것은 시간 여행으로 이어지는 것은 아니지만, 그것으로 이어질 현상을 일으킨다.
이 이론에서 제창 된 것이 웜홀이나 블랙홀이다. 이것들에 대해서는 나중에 나오겠지만, 어느 "홀"도 시간 여행을 이론화하는 방법과 관련이 있다. 일반 상대성 이론이 있어야 비로소, 여행과 웜홀이나 블랙홀을 연결하는 것이 가능하다.
■ 웜홀
웜홀의 존재는 증명되지 않았다. 지금까지 발견 된 것은 아니지만, 존재 할 가능성에 대해서는 지금도 믿고있다.
그것은 상대성 이론으로부터 예측되는 것으로, 정말 존재한다면, 시간 여행에 대한 대답이다.
웜홀은 시공간의 지름길이라고 일컬어진다. 즉, 여기에 들어가면 우주의 다른 곳으로 나오거나 시간 속을 여행 할 수 있을지도 모른다는 것이다. 그러나 문제도 있다. 사람이 들어가기에는 너무 너무 작을지도 모르는 것이다. 그렇지만, 시간 여행을 가능하게 하는 이론의 필두격이다.
■ 블랙홀
블랙홀은 빛조차도 탈출 할 수없는 강력한 중력이 발생하는 곳이다. 초신성에 의해 탄생하지만, 어쩌면 별의 충돌로도 생길지 모른다고 한다.
한번 들어가면, 더 이상 피할 수 없으며, 너무 강한 중력 때문에 시간의 흐름까지 늦추어진다. 블랙홀로 시간 여행을 하려면, 사상의 지평면을 넘지 않은 채, 블랙홀 주위를 회전할 필요가 있다.
블랙홀의 강력한 중력 때문에, 거기를 선회하는 우주선은 지구에 있는 것과는 전혀 다른 시간의 흐름을 경험한다. 즉, 블랙홀 주위를 돌고있었던 우주선이 지구로 귀환하면, 거기에서는 훨씬 빠르게 시간이 경과 했을 것이다.
■ 우주 끈
우주 끈은 우주에 둘러싼 에너지의 가느다란 관이다. 초기 우주의 흔적으로, 엄청난 질량을 포함하고 있을 것으로 간주된다.
또한 이것은 루프 모양으로 되어있는지, 무한의 성장 곧은 선 중 하나라고 알려져 있다. 만일 후자 인 경우, 이를 이용하여 시간 여행이 가능하게 될지도 모른다.
2개의 우주 끈이 평행하게 성장하고 있고, 그들이 충분히 가까웠다하면 시공이 구부러질 가능성이 있는 것이다. 이 곡선은 매우 거대하기 때문에, 시간 여행이 가능하게 된다고 한다. 블랙홀 이론과도 비슷한 것이다.
■ 타임 머신
어렸을 때, 어른이 되면 타임 머신이 등장하여 과거와 미래에 자유롭게 갈 수있게된다고 믿고 있던 사람도 있었을 것이다. 현실은 아직 존재하지 않지만, 그 이론은 흥미로운 것이다.
전문가들은 타임 머신이 작동하려면, 부정적인 에너지 밀도를 가진 물질이 필요하다고 생각하고 있다. 이러한 물질은 누르면 찍히는 반대 방향으로 움직인다는 이상한 성격을 가지고 있다.
그러나 그것이 설령 존재하더라도 타임 머신을 개발하기에는 아직 부족한 것이다. 타임 머신의 동작에 대해서는 여러 설이 존재하지만, 현실적으로는 어려울 것 같다.
■ 4차원 입방체
영화 "인터스텔라"는 다수의 시간 여행을 그리고 있다. 등장 인물은 웜홀이나 블랙홀을 통해 시간 여행한다. 또한 고차원에 의해 어느 정도의 시간 여행이 일어나는 구조도 소개되고 있다. 그것은 "4차원입체도형"라는 2차원 및 3차원 형상으로 투영 된 4차원 입방체에 의해 가능하게 된다.
시간 여행을 하려면 4차원입체도형에 4차원 이상을 제공해야 한다. 그 4차원입체도형이 내부에 들어가면 시간은 공간의 1차원으로도 표현된다.
이것이 다른 수준의 시간을 일으키기 하기 위하여, 다음은 거기에 진입하면 좋다라는 것이 인터스텔라의 설정이다. 완전한 픽션이지만, 미래에 어떻게 될지는 모르겠다.
