[사이언스칼럼] 시간의 신비

  • 오피니언
  • 사이언스칼럼

[사이언스칼럼] 시간의 신비

최기용 한국원자력연구원 지능형원자력안전연구소장

  • 승인 2022-08-18 16:53
  • 신문게재 2022-08-19 18면
  • 임효인 기자임효인 기자
최기용 한국원자력연구원 지능형원자력안전연구소장
최기용 한국원자력연구원 지능형원자력안전연구소장
이탈리아의 이론 물리학자인 카를로 로벨리는 시간의 신비에 관해 연구하는 과학자다. 그의 저서 <만약 시간이 존재하지 않는다면>, <시간은 흐르지 않는다> 등에서는 우리의 지적 호기심을 자극하는 놀랍고도 흥미로운 이야기가 담겨 있어 소개해 본다.

시간이 무엇인지에 대해 처음으로 의문을 품은 사람은 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스다. 그는 '시간은 사물이 변화하는 척도'라 결론지었다. 아무것도 변하지 않는다면, 시간은 흐르지 않고 존재하지도 않는다는 것이다. 한편 영국의 물리학자 뉴턴은 정반대 의견을 내세웠다. 사물이나 사물의 변화와 상관없이 시간은 절대적이고 일정하게 흐른다는 주장이었다.



두 과학자가 시간에 대해 제시한 서로 다른 의견은 20세기 미국 과학자 아인슈타인의 '시공간에 대한 중력장 이론'을 통해 통합됐다. 아인슈타인도 뉴턴처럼 시간은 존재한다고 보았다. 다만, 세상에 일어나는 현상들과 무관하게 일정하게 흐르지는 않는다. 절대적인 것이 아닌, 중력장의 크기를 측정하는 한 가지 방법일 뿐이라 여겼다.

중력장이란 중력이 영향을 미치는 공간을 뜻한다. 절대적이거나 평평하지 않고, 구부러질 수 있어서 주변의 다른 것들과 밀고 당기는 관계에 놓여 있다. 실제로 우리는 휘어진 시공간 속에 존재한다. 중력이 큰 곳에서 시간은 더 느리게 흐른다. 높은 곳에 사는 사람보다 평지에 사는 사람이 지구로 인한 중력을 크게 받으므로 시간이 더욱 느리게 흘러 천천히 늙는다.



SF 영화 <인터스텔라>에서 이를 짐작할 수 있는 장면이 나온다. 주인공 쿠퍼는 밀러 행성에서 3시간 탐사를 마치고 우주선 인듀어런스 호로 복귀하는데, 그 사이 23년이 흘러 동료 로밀리 박사는 늙어 있었다. 중력이 높은 밀러 행성에서의 1시간은 인듀어런스호에서 7년이었던 것이다. 추가로, 지구보다 중력이 28배 높은 태양 표면에서는 1년에 33초씩 시간이 느려진다. 지구에 비해 중력이 6배 낮은 달 표면에서는 1년에 100분의 1초(10 밀리초) 정도 시간이 빨라진다. 변화 속에서 시간이 정해진다는 아리스토텔레스의 주장도 일정 부분 옳은 셈이다.

아인슈타인의 특수상대성이론에 따르면, 시간은 중력뿐만 아니라 속도의 영향도 받는다. 예를 들어, 시속 300㎞의 KTX 열차 탑승자의 시계는 열차 바깥에 서 있는 사람의 시계보다 초당 25조 분의 1초 정도 느리게 움직인다. 지구 상공 20,000km의 중궤도를 돌고 있는 인공위성은 낮은 중력으로 인해 시간이 빨라지는 효과와 시속 14,000km로 공전해 느려지는 효과가 일정 부분 상쇄돼, 하루에 10만분의 3초(30마이크로초) 정도 더 빨리 흐른다. GPS 위성에 지구 기준으로 시간을 보정하는 기능이 내재돼 있는 이유다. 이처럼 우리가 느끼는 시간은 내가 어디 있는지, 인접해 있는 물질의 질량이 많고 적은지, 이동하는 속도에 따라 고무줄처럼 달라진다.

과거, 현재, 미래 관점으로도 접근해보자. 뉴욕에 사는 친구와 전화할 때, 상대 목소리가 나에게 전달되기까지 몇 밀리 초가 걸린다. 내가 듣는 친구의 현재가 사실 그에게는 과거다. 인간이 구별할 수 있는 시간차가 10분의 1초 정도이다. 이를 빛이 갈 수 있는 거리로 환산해보면, 지구 지름의 약 3배에 달하는 구면체가 현재라는 시간을 공유하는 최대 공간이 된다. 빛의 속도로 약 20분 떨어진 화성에 사는 친구와 화상통화를 한다면 우리가 보는 그의 모습은 20분 전일 테다. 이 20분의 시간 간격은 과거도 미래도 아닌, 현재가 확장된 것이다. 화성과는 20분이지만 우리와 가장 가까운 안드로메다 은하와는 250만 년이다. 그러므로 우주에'같은 순간'은 존재하지 않으며 현재는 우주 전체에 적용되지 않는다.

한국형발사체 누리호의 성공에 이어, 첫 달탐사선 다누리호 발사까지 우리나라가 본격적인 우주강국 대열에 합류했다. 미 항공우주국이 추진하는 달 유인탐사 아르테미스 프로젝트에도 참여할 예정이며, 2030년에는 한국형 달착륙선을 보낼 계획도 세웠다. 인류가 달에 유인기지를 건설해 먼 우주로 뻗어나가는 날이 머지않았다. 이에 대비해 국제 시간을 넘어 우주 시간까지 우리의 이해를 확장할 때다. 최기용 한국원자력연구원 지능형원자력안전연구소장

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. <속보>옛 주공아파트 땅밑에 오염 폐기물 4만톤…조합-市-LH 책임공방 가열
  2. 국립한밭대 학부 등록금 '그대로'... 국립대 공교육 책무성에 '동결' 감내
  3. 이장우 김태흠 21일 긴급회동…與 통합 속도전 대응 주목
  4. 대전·충남 행정통합 교육감선거 향방은… 한시적 복수교육감제 주장도
  5. "대결하자" 아내의 회사 대표에게 흉기 휘두른 50대 징역형
  1. 충남도 "특별법 원안 반영될 경우 지역경제 활성화, 행정 낭비 제거 도움"
  2. "홍성에서 새로운 출발"… 박정주 충남도 행정부지사, 홍성군수 출마 행보 본격화
  3. ‘대전·충남 행정통합 주민의견 수렴 속도낸다’
  4. 휴직 늘어나 괴로운 구급대원… "필수인 3인1조도 운영 어려워"
  5. '충남 김' 수출액 역대 최고

헤드라인 뉴스


이장우·김태흠 "대통령 공약 쇼케이스" 與주도 통합 제동

이장우·김태흠 "대통령 공약 쇼케이스" 與주도 통합 제동

이장우 대전시장과 김태흠 충남지사가 21일 한시적 지원에 방점이 찍힌 정부의 대전 충남 행정통합 인센티브안을 고리로 정부 여당 압박수위를 높였다. 두 시도지사는 이날 대전시청 긴급회동에서 권한·재정 이양 없는 중앙 배분형 지원으로는 통합이 종속적 지방분권에 그칠 수 있다며 이재명 대통령의 결단을 촉구했다. 그러면서 국민의힘 특별법안의 후퇴 시 시도의회 재의결 등을 시사하며 배수진을 쳤는데 더불어민주당 주도의 입법 추진에 사실상 제동을 건 것으로 풀이된다. 이장우 시장은 대전 충남 통합 논의가 대통령의 공약 추진을 위한 쇼케이스, 선..

대전·충남 필두로 한 ‘광역통합’, 비중있게 다뤄진 신년기자회견
대전·충남 필두로 한 ‘광역통합’, 비중있게 다뤄진 신년기자회견

이재명 대통령이 신년기자회견에서 제시한 ‘야심 찬 시도’를 위한 첫 번째 과제는 ‘지방주도 성장’, 그중에서도 광역통합이 주요 사안으로 다뤄졌다. 핵심은 통합을 위한 권한과 재정 이양으로, 이 대통령은 “재정은 무리가 될 정도로 지원하고, 권한도 확 풀어주자”라고 강조했다. 다만 대전과 충남에서 고개를 드는 반대 기류와 관련해선, “민주당이 한다고 하니까 바뀌는 거 아닌가 싶은 생각이 들긴 한다”며 한마디 했다. 이 대통령은 21일 청와대 영빈관에서 열린 2026년 신년기자회견에서 ‘광역통합 시너지를 위한 항구적인 자주 재원 확보와..

대전 반석역3번 출구 인근, 회식 핫플레이스…직장인 수 늘며 호조세
대전 반석역3번 출구 인근, 회식 핫플레이스…직장인 수 늘며 호조세

대전 자영업을 준비하는 이들 사이에서 회식 상권은 '노다지'로 불린다. 직장인을 주요 고객층으로 삼는 만큼 상권에 진입하기 전 대상 고객은 몇 명인지, 인근 업종은 어떨지에 대한 정확한 데이터가 뒷받침돼야 한다. 레드오션인 자영업 생태계에서 살아남을 수 있는 방법이다. 이에 소상공인시장진흥공단의 빅데이터 플랫폼 '소상공인 365'를 통해 대전 주요 회식 상권을 분석했다. 21일 소상공인365에 따르면 해당 빅데이터가 선정한 대전 회식 상권 중 핫플레이스는 대전 유성구 노은3동에 위치한 '반석역 3번 출구' 인근이다. 회식 핫플레이스..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘동파를 막아라’ ‘동파를 막아라’

  • 행정통합 관련 긴급 회동에 나선 이장우·김태흠 행정통합 관련 긴급 회동에 나선 이장우·김태흠

  • ‘유해야생동물 피해를 막아라’ ‘유해야생동물 피해를 막아라’

  • ‘대전·충남 행정통합 주민의견 수렴 속도낸다’ ‘대전·충남 행정통합 주민의견 수렴 속도낸다’