과학기술발전의 큰도약으로 인한 시간여행까지의 가능여부

Question

예를 들어 상대론적 시간지연 → 극한 에너지·중력 제어 → 시공간 곡률의 인공적 제어 → 안정적인 웜홀 또는 폐곡선 시간곡선(CTC) 구현 → 양자장·양자중력 수준의 안정성 문제 해결 → 인과율/연대기 보호 문제 해결 → 거시적 물체나 인간의 양방향 시간 이동처럼, 현재 알려진 물리학에서 최종적인 타임머신까지 연결될 가능성이 있는 ‘중간 계단’을 과학적으로 설정할 수 있습니까?

아니면 현재는 미래 방향의 시간지연까지는 실제 물리학과 연결된 계단이 있지만, 과거 방향 이동부터는 다음 단계로 이어지는 실험적·공학적 경로 자체가 아직 존재하지 않는 상태에 더 가깝습니까?

또한 앞으로 양자중력이나 새로운 시공간 물리학이 발견된다면, 지금 끊겨 있는 중간 경로가 새롭게 연결될 가능성이 있다고 보시는지도 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.

미래 방향 시간여행은 상대성 이론의 시간지연으로 실제 확인된 현상입니다.

공학의 문제에 가깝고 과거 방향은 웜홀이나 폐곡선 시간곡선 같은 수학적 해가 존재할 뿐 이를 실현할 경로가 아예 없습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

후자에 가깝습니다. 계단을 그려보면 어디서 끊기는지가 꽤 명확해요.

미래 방향은 계단이 실제로 이어져 있어요. 상대론적 시간지연은 GPS 위성 시계 보정과 입자가속기의 뮤온 수명 연장으로 매일 확인되고, 원리적으로는 고속 우주선이나 강한 중력장 근처에 머무는 방식으로 규모를 키우는 공학 문제만 남아요. 에너지가 천문학적이라 실현이 어렵지만 물리적으로 막힌 건 없어요.

과거 방향은 성격이 달라요. 웜홀이나 폐곡선 시간곡선을 허용하는 해가 아인슈타인 방정식에 존재한다는 것까지가 지금 서 있는 자리예요. 그런데 그 다음 계단, 즉 그 해를 실현하는 재료가 없어요. 통과 가능한 웜홀을 열어두려면 음의 에너지 밀도를 가진 물질이 거시적 규모로 필요한데, 카시미르 효과로 극미량 존재가 확인됐을 뿐이고 양자장론에는 음의 에너지 사용량을 제한하는 부등식들이 있어서 자연이 대규모 사용을 막고 있을 가능성이 커요. 그래서 시공간 곡률의 인공적 제어에서 안정적 웜홀 구현으로 넘어가는 단계에 실험 경로가 아예 없는 상태예요. 여기에 호킹의 시간순서 보호 가설이 겹쳐요. 폐곡선이 만들어지려는 순간 양자 요동이 발산해 그 구조를 스스로 무너뜨린다는 추측인데, 이게 맞으면 계단이 끊긴 게 아니라 애초에 벽이었다는 뜻이 돼요.

새로운 물리학이 경로를 연결할 가능성은 열려 있습니다. 다만 방향이 두 갈래예요. 양자중력이 완성되면 음의 에너지의 한계와 폐곡선의 안정성에 대한 판정이 나올 텐데, 그 판정이 가능이라면 지금 끊긴 구간에 계산 가능한 목표가 생겨요. 반대로 금지라면 왜 불가능한지가 정리되면서 계단 자체가 사라져요. 지금까지의 정황은 후자에 무게가 실려 있고, 미래에서 온 방문자의 증거가 없다는 점도 그 정황으로 언급돼요.

그러니까 현재 상태를 정확히 표현하면 이렇습니다. 미래행은 공학의 문제, 과거행은 물리학의 미해결 문제이며, 그 사이를 잇는 실험적 경로는 아직 존재하지 않아요. 불가능이 증명된 것도 아니라는 점이 이 질문이 여전히 양자중력 연구를 끌고 가는 이유이기도 해요 :)

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

현대 물리학에서는 상대론적 시간지연을 이용해 미래로의 이동은 검증된 현상이지만 이를 극한의 중력 에너지 제어 시공간 조작 웜홈 CTC 타이머신으로 이어지는 공학적 계단이 확립되어 있지는 않습니다 특히 과거로의 시간여행은 웜홀이나 CTC 같은 이론적 해가 존재할 뿐 이를 실제로 만들고 안정화할 수 있는 실험적 방법이나 필요한 물질 에너지 조건이 알려져 있지 않습니다 양자 중력 이론이 완성되어 새로운 시공간의 성질이나 현재 물리법칙의 한계가 밝혀진다면 이러한 끊어진 단계가 연결될 가능성을 완전히 배제할 수는 있지만 현재로서는 과학적 근거에 따른 예측은 어렵습니다

Answer 4

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.

현재 과학에서 미래 방향의 시간여행은 상대성 이론의 시간지연으로 실제 확인된 현상이라 어느 정도 현실적인 단계에 있다고 생각할 수 있습니다.

빠르게 움직이거나 아주 강한 중력 근처에 있으면 시간이 더 천천히 흐르기 때문에 결과적으로 다른 사람보다 미래에 더 많이 도착하는 효과가 생기게 됩니다. 하지만 과거로 가는 시간여행은 웜홀이나 폐곡선 시간곡선 같은 수학적 가능성은 존재할지는 몰라도 실제로 만들 수 있는 실험 방법은 없다고 합니다.

말씀하신 단계들을 이론적인 연구 순서로 상상은 할 수 있겠지만, 현재는 시간지연 이후부터 실제 기술로 이어지는 계단이 끊겨있다고 보는 편이 맞을 것 같습니다. 다양한 문제를 보두 해결해야 하기 때문에 단순하기 기술을 발전시키는 것만으로는 부족할 수 있ㅅ습니다.

앞으로 양자중력이나 새로운 시공간 법칙이 발견된다면 모를까, 그럼에도 그것이 실제 과거 시간여행까지 이어진다는 보장도 없습니다. 미래로의 시간지연은 현재 물리학의 영역이지만, 과거로 가는 타임머신은 아직은 이론적 가능성과 실제 기술 사이에 매우 큰 차이가 있는 상태로 보입니다.