지난번 글이 SF에 등장하는 이론들 중 M이론, 양자역학, 입자물리학 등에서 파생된 다중 우주, 평행 우주, 가상 우주 같은 상당히 무거운 개념들을 다루었다면 이번 포스트에서는 조금은은 캐주얼한 주제이며 흥미 위주의 이론들을 다루어 보려 합니다.
지난 포스트에 정식 물리학 이론들이 많이 등장했다면 이번에는 거기에서 파생된 다소 철학에 가깝다고 느껴지는 이론이나 때때로 유사과학으로 취급 받는 주제들도 가감 없이 다루어 보려 합니다.
서두에 주의를 드리자면 특히 이번 포스트의 내용들은 실제 과학적인 부분도 당연히 있지만 과학적으로 입증되지 않은 단순한 설이나 주장에 불과한 내용들도 다루고 있습니다. 글을 읽으시는 분들의 적절한 균형 감각이 필요합니다.
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M이론, 다중 우주론 및 평행 우주론, 가상 우주론, SF 컨텐츠의 단골 이론 또는 유사과학 1
이미지 출처 : https://venator.egloos.com/v/5291433
제 개인적인 입장을 밝히자면 과학적으로 명확히 입증되거나 적어도 수학적인 계산을 통해 해가 도출된 경우, 수많은 토론이나 학자들의 검증 과정을 통과한 경우는 "현재의 과학적 사실"로 인정합니다. 하지만 아직 논란의 단계나 입증되지 않은 것은 당연히 "가설" 정도로 받아들이고 입증할 수 없는(또는 현재는 입증이 불가능해 보이는) 철학에 더 가깝게 나아간 부분은 "유사과학" 정도로 입장을 정하고 있습니다.
제 이런 입장이 상당히 애매해 보인다고 생각 하실 분도 계실 겁니다. 이른바 "기면 기고 아니면 아니지 뭐가 그래" 하고 말입니다. 과학사 전반을 들여다 보면 "현재의 과학적 사실" 같은 것은 영원불멸한 것이 아니고 과학의 발전 단계에 따라 언제든지 수정이 되고 때로는 폐기되었습니다. 반면에 공상에 불과했던 가설이나 헛소리로 치부되었던 주장이 실제 과학적 사실이 되는 경우도 있었습니다.
그렇지만 부족하게나마 제 스스로 정의를 내리자면 과학은 어디까지나 현재에 입증 가능하거나 논리적으로 설명이 가능한 부분만 과학입니다. 설령 나중에 더 발전되거나 심지어 폐기되더라도 현재 단계의 과학은 그 기준안에 있어야 합니다. 그 것을 벗어나는 순간 과학은 더 이상 과학이 아니게 되기 때문입니다.
이러한 주제를 포스트로 다루는 이유는 SF장르는 상상력의 산물이기 때문입니다. 정확하게는 과학적인 부분을 일부 빌려와 그럴듯한 상상력을 펼치는 장르입니다. 그럼에도 제가 이 SF 장르의 덕후인 이유는 굳이 "해저 2만리"나 "달 세계 여행" 같은 예시를 들지 않아도 인간의 상상력의 한계를 넓히고 실제 과학적 실현이 먼 미래에 가능 할지도 모르는 무한한 가능성을 담은 장르이기 때문입니다.
자 오늘도 그러면 재미로 보는 SF 컨텐츠에 단골로 등장하는 이론과 유사과학, 공상을 한번 늘어 놓아 보겠습니다.
오메가 포인트
요런 일몰 오메가 사진 찍는 포인트를 말 하는게 절대 아닙니다.
사진 출처 : https://blog.naver.com/karammey/40071044836
"오메가 포인트" 또는 "오메가 점" 이론은 원래는 프랑스의 종교 철학자 피에르 테야르 드 샤르댕이 처음 사용한 용어로서 우주의 진화가 최대한 이루어지는 지점을 뜻하는 용어였습니다. 거의 철학적 개념이었던 이 용어는 툴레인 대학교 수학/물리학 교수인 프랭크 J 티플러가 물리학 이론으로 재 설립되면서 유명해졌습니다. 학자에 따라서는 유사과학으로 치부해 매도하는 경우도 있습니다.
널리 통용되는 개념을 요약하자면 먼 미래 우리 우주, 심지어 다중 우주를 넘어 문명이 극도에 도달하면(오메가 포인트) 모든 우주들이 모든 것이 가능한 전능한 슈퍼컴퓨터(코스믹 컴퓨터)와 같은 단계가 되어 그 매트릭스 안에서 과거의 모든 사건과 존재했던 적이 있는 모든 존재들마저 부활(또는 재생성)시킬 수 있다는 개념이 특히 SF소재로 많이 사용됩니다.
이미지 출처 : https://brunch.co.kr/@dabinchii/21
이 이론은 진화의 과정 설명 중 인간 육체의, 아니 생물 육체의 한계를 벗어난 기계화 및 기계문명의 발전도 상정하기 때문에 인공지능(A.I.)와 엮이는 경우가 많습니다.
좀더 과학적(?)으로 보이는 티플러의 이론 설명을 소개하자면, 물리학의 기존의 법칙과 모순되지 않는 형태로 컴퓨터 지성에 의해서 불사성과 사망자의 부활을 위한 기구를 제공할 수 있다는 주장이며 이를 오메가점으로 명명해 신과 같은 전능을 가진 기술적 최종 진화 단계를 상정했습니다. 이 주장의 원이 되는 생각은 지적인 종의 발전에 의해서 과학의 진보가 가속되어 최종적으로는 우주를 제어 가능하게 될 것이라는 가정을 담고 있습니다.
티플러는 그 지성의 발전 속도가 우주의 붕괴 속도를 넘는다고 주장하며 실제 우리에게 주어진 '시간'은 무한히 생겨서 그 우주의 역사에 일찍이 존재한 모든 지적 생명체에 대한 컴퓨터 모의실험을 실행할 수 있게 됩니다. 이 가상 현실의 모방을 가리켜 티플러는 '사망자의 부활'이라고 칭하고 있습니다.
이러한 부분은 가상우주, 실험실 우주론과도 일맥 상통하는 부분이 있습니다.
* 설명의 시간에 대해 제 나름 보충 설명하자면 컴퓨터의 연산 속도에 따라 시뮬레이션 속의 개체가 체험할 수 있는 절대적 시간이 아닌 "경험적 시간"은 늘어날 수 있습니다. 쉬운 예로 여러분이 어떤 시뮬레이션 게임에서 1년을 1초 동안 진행하도록 설정한다면 그 게임속의 개체는 절대 시간인 1초내에서 1년의 경험적 시간을 얻고 보내게 됩니다.
논리적으로 엄청난 계산 능력을 가지게 되는 양자 컴퓨터에 대한 연구자인 데이비드 도이치와 같은 학자는 티플러의 오메가 포인트는 물리학적으로 올바르다고 주장하는 등 그의 이 이론은 때론 유사과학으로 치부되기도 하고 일부에서는 지지를 받기도 하고 있습니다. 재미있는 부분은 이 이론을 지지하는 학자나 철학자들이 많은 경우 "기독교" 및 "유대교" 적 교의에 관심을 가지고 있다는 점입니다.
이 이론의 얼개는 저라도 만약 SF소설을 쓴다면 최종장으로 쓰고 싶은 유혹을 느낄 정도로 장대한 상상력의 카타르시스을 줍니다. 기술 진화 과정의 인간 신체의 한계를 떠난 트랜스 휴먼 또는 인간이 창조한 A.I. 그리고 우주마저 고쳐 쓸 수 있는 신적인 전능 등, 우주의 모든 것을 이해하고 결국 신이 되는 존재에 대한 상상, 너무나도 매력적인 소재가 아닐까 합니다.
스타트랙에 등장했던 기계 지성이 되어 돌아온 보이저라던가 일본 애니메이션 또는 다양한 SF소설에서 종족의 역사 및 모든 것은 담은 아카이브(저장장치)가 성장해 전능에 달하는 능력을 얻게 된다던가 오메가 포인트의 장대한 끝 뿐만 아니라 그 과정의 추정된 단계도 대중매체에서 알게 모르게 많이 활용되고 있는 이론이라고 할 수 있습니다.
웜홀/블랙홀 그리고 워프
이 주제는 어쩌면 컨텐츠에 너무 많이 등장해서 식상할지도 모르겠습니다. 최근 SF영화의 걸작인 "인터스탤라"의 영화에서의 메인 주제는 "중력" 과 "사랑"이지만 그를 위한 주변 장치로 웜홀이 사용됩니다.
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중력과 차원에 대한 이야기. 다시 본 인터스탤라의 영화 속 궁금증들
특히 웜홀은 SF에서 과학적 물리학적으로 극복하기 힘든 거리를 이동해야 하거나 그냥 설명하기 어려운 이동이 필요할 때 많이 사용되는 극적 장치이기도 합니다. 웜홀은 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 통로 개념으로 시공간에 난 구멍으로 많이 표현됩니다. 최근에 화이트홀의 실존 여부가 불투명하다는 관점이 대세가 되면서 블핵홀끼리의 통로로 보는 견해가 우세해지고 있습니다. 좀더 자세한 내용은 위의 포스트에서 한번 썼던 글을 다시 가져와 보겠습니다.
웜홀은 사실 블랙홀과 떼어놓고 이야기 할수 없습니다. 그 생성이 블록홀에 의해 만들어지는 것으로 가정하고 있기 때문입니다.
웜홀은 블랙홀에 의해 만들어지며 앞서의 모델과 같이 질량을 가진 모든 물체는 시공간을 휘게 하고 이 모양은 깔대기, 혹은 그릇 같이 움푹 패인 것처럼 되는데 이렇게 시 공간이 움푹 파이기 때문에 인력이 작용한다고 생각했습니다. 그런데 블랙홀은 엄청난 질량을 가지고 있기에 공간을 휘는 정도가 아닌 공간에 구멍을 내버릴 수도 있다고 봅니다.
웜홀을 통한 여행은 아직도 여러가지 설이 분분한데 웜홀을 통한 여행이 불가능하다고 주장하는 경유는 만약 정말로 웜홀의 입구에 해당하는 공간에 들어선다면 아마도 우리는 영혼까지 입자 단위까지 분해될 것으로 예상하고 있기 때문입니다. 물론 그렇지 않고 가능하다는 이론을 주장하는 학자들도 있습니다.
과거에는 물리학의 법칙상 블랙홀의 에너지를 환원하는 가상의 화이트 홀을 가정 했었습니다. 현재는 블랙홀이 호킹복사를 통해 물질을 환원하는 역할 즉 블랙홀도 증발하기도 한다는 것을 알게 되면서 화이트 홀이라는 가상의 천체를 이제는 가정할 필요가 없어졌습니다.
하지만 이 시공간에 뚫린 구멍, 시간과 차원을 넘나들 수 있는 통로라는 아이디어와 개념은 SF창작물에서 많은 고민을 해소하게 해 줍니다. 수백만 광년 떨어져 있어 빛의 속도로 가더라도 수백 만년이 걸리는 거리도 단숨에 갈 수 있게 해주고 우주에서는 가까운 거리인 몇 십 광년이라도 스토리 전개상 두어 번만 이동 할라치면 주인공이 늙어 죽어 버릴 것입니다.
이미지 출처 : https://egloos.zum.com/smj2825/v/222447
그런데 스타워즈나 SF물에 간혹 등장하는 초 공간 도약(Hyperspace Jump)은 웜홀과는 조금은 다른 개념입니다. 스타워즈의 세계관에서는 빛보다 빠른 속도를 내게 되면 실 우주와는 다른 차원인 초공간으로 도약하며 실 우주의 특정 지점으로 이동하는 개념입니다.
빛보다 빠르게 달리기 시작해서
초공간 진입
이처럼 웜홀 통과와 하이퍼 점프는 비슷한 듯 다른 개념인데 라이트한 사이언스 픽션들에서는 이 두개념이 구분없이 그냥 "워프"라고 표현되기도 합니다.
그런데 흥미로운 부분은 워프는 실제로 현대 물리학에서는 이론상으로 가능한 기술로 여겨지고 있다는 점입니다.
간략히 설명하자면 이동하고자 하는 우주선이 향하는 방향의 앞쪽 공간을 압축하고, 뒤쪽 공간은 팽창시켜서 공간 자체를 초 광속으로 이동시킨다는 개념으로 공간(워프버블) 자체가 이동하기 때문에 버블 안에서는 우주선은 제자리에 가만히 있는 상태입니다.
이미지 출처 : https://www.popsci.com/technology/article/2013-03/faster-light-drive
헤르만 민코프스키가 개척한 세계선개념을 통해 코스모로지컬 인플레이션을 기반으로 할때 워프를 다음 수식에 기반해 좌표 설정이 가능하며 이론상 워프가 성립된다고 하는데 당연히 저따위 쭈글이가 검증할 방법은 없습니다.
ds2=−cdt2+[[dx−vs(t)f(rs)dt]]2+dy2+dz2 ds^2 = -c dt^2 + [[dx-v_s(t)f(r_s)dt]]^2 +dy^2 +dz^2 ds2=−cdt2+[[dx−vs(t)f(rs)dt]]2+dy2+dz2
다만 과학이 이론적으로 가능하다고 과거에 말했던 일들이 실제로 이루어진 경우들이 많기에 언젠가는 워프도 현실이 될 수 있지 않을까 하는 상상의 나래를 펼쳐 봅니다.
하전입자포
이미지 출처 : https://blog.daum.net/kmozzart/13013
어릴 적 보았던 애니메이션등에서 등장하는 로봇이나 우주함선은 유난히 그냥 레이저포 같은 것이 아닌 하전입자포를 많이 외치면서 발사합니다. "주포발사 준비", "하전입자포 충전완료", "발사" 와 같이 오퍼레이터의 외침등을 통해서 말입니다.
무언가 레이저 포 같은 말은 애니메이션 세계관에서는 한 세대 이전 병기 같은 느낌을 주는 멋진 단어들로 들렸습니다. 사실 그 때는 레일 건도 멋진 어감을 가진 용어였지만 이제는 어느정도 실제 현실화된 병기다 보니 그 단어가 예전 같은 "쿨"한 느낌을 주지 못합니다.
우선 입자병기라는 큰 개념에서 살펴 보면 이론적으로는 탄도 무기와는 다르게 어떤 입자를 발사하는 무기의 통칭으로 레이저 병기와 더불어, 발사 에너지를 직접 목표에 전달하는 무기인 지향성 에너지 무기입니다.
입자병기는 그 특성상 고에너지를 띤 입자를 발사하는 무기이기 때문에 탄속이 빛에 준할 정도로 빠릅니다. 빛 그 자체를 발사하는 레이저 병기에 비해서는 느리다는 한계를 갖지만 레이저 병기보다 파괴력은 더 클 것이라 생각되는 부분 때문에 보통 애니메이션이나 만화에서 주인공의 기체가 마무리를 하기 위한 파괴력이 큰 강력한 끝판 병기로도 등장 하는 경우가 있습니다.
상상속에서만 존재하는 병기 같지만 의외로 원리로만 보자면 현재의 과학 기술도 실현 가능한 기술입니다. 다만 현재의 어마어마한 크기의 입자 가속기를 작게 만들 수 있는 기술이 필요하기 때문에 가까운 미래에 현실화될 가능성이 낮습니다.
그런데 이런 입자무기, 병기는 의외로 진지하게 연구되고 있는 분야이고 이중에 공기중에서 연쇄폭발이나 반응을 일으키지 않을 소재로 "하전입자"가 많이 거론되며 이 영향으로 하전입자 빔이나 하전입자 포가 많이 등장하는 셈입니다. 하전입자 포는 이온 캐논으로도 불리기도 합니다.
전자나 양성자와 같은 하전입자를 입자가속기를 통해 가속시켜 탄체로서 목표물에 충돌시키는 무기의 개념인데 목표물과 충돌시 높은 열에너지가 발생하여 목표를 녹여버리거나 폭발하게 만드는 셈입니다. 자매품 입자병기로는 중성입자 병기도 있고 반입자 병기(반입자포 또는 반물질포 발사! 이런 대사가 있던 만화가 있었는데... 제목이 기억이 안나는 군요)도 있습니다.
SF에서 반입자 병기가 하전입자포 보다 인기가 덜한 이유는 물질의 세상에서 반물질을 병기로 쓴다면 그 파괴력이야 아마도 핵무기를 능가하겠지만 (지구를 소멸시킨다 이런 설정도...)겠지만 이걸 쏘는쪽의 안전을 어떻게 보장할 것인가에 대한 복잡한 설정이 필요한 점 때문이 아닐까 하는 생각이 듭니다.
양자거품
앞서 POST에서 설명한 끈 이론 등에서 좀 더 발전한 부분인데 10의 마이너스 33승 cm 라는 정말 미세한 물질의 기본 단위를 나타내는 작은 길이의 영역인 플랑크 길이 영역에서 시공간이 거품 형태를 이루어서 무수히 생성되고 소멸하면서 시공간의 기하학적 흔들림을 제공한다는 이론입니다.
미국의 이론물리학자 존 휠러(John Archibald Wheeler)가 고안한 양자역학의 개념입니다. 플랑크 길이 보다 작은 영역에서 부글부글 끓는 마치 거품같은 양자의 요동 상태로 가정하는데 앞서 포스트에서 다룬 불확정성의 원리가 이 이론과 관계가 깊습니다.
이미지 출처 : https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3567133&cid=58945&categoryId=58974
앞서의 글에도 있었듯 양자가 존재한다고 해도 관측되기 전까지는 정확한 위치나 속도를 가질 수 없고 양자의 속도와 위치는 둘 모두 정확하게 측정될 수 없는 상황은 플랑크 길이 영역의 미세공간에서는 그 확률들이 부글부글 끓고 있는 상태여야 불확정성의 원리가 이해될 것이기 때문입니다.
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M이론, 다중 우주론 및 평행 우주론, 가상 우주론, SF 컨텐츠의 단골 이론 또는 유사과학 1
이를 통해서 플랑크 길이보다 더 큰 영역에서는 이러한 시공간의 양자적 흔들림이 매우 작아져서 끈이론의 기하학을 볼 수 있고, 이보다 더 큰 영역에서는 우리가 아는 고전적인 물질의 기하학이 성립된다는 것을 미세한 영역에서 부터 설명하기 위해서 양자역학에서 사용되는 용어입니다.
어우야 내가 적어 놓고도 이게 무슨 말인지 이해를 바란다는 게...좀... 욕심일 듯 합니다.
현실 세계에서 단순한 Y자 모양의 기하학적 형상이 아주 작은 단위의 길이에서 보면 무수한 불확정성속에서 가능성들이 모인 시공간의 거품의 집합으로 만들어진 집합이 마치 단순한 고정된 현상처럼 보일 수 있습니다.
이미지 출처 : https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1047786&cid=42071&categoryId=42071
SF등에서는 종종 가상의 세계를 만들어내고 이루는 단위를 언급할 때 가끔 거론됩니다. 원자핵 보다 작은 양자 세상부터 시뮬레이트 할 수 있어야 거의 현실 우주와 같은 가상의 세상을 창조 할 수 있겠죠? 원자가 세상을 이루는 기본 단위라고 생각했던 옛날식으로 말하자면 원자단위부터 시뮬레이트를 한다는 의미와 같습니다.
무수히 많은 불확정성의 시공간이 거품처럼 끓어오르는 마이크로 세상에서의 미세한 양자 거품이 모이고 모여서 우리가 상식적으로 볼 수 있는 현실의 세상을 구성한다는 생각도 매력적입니다.
맺으며
마지막으로 앞에 소개한 것들이 거의 대부분 등장하는 SF 작품을 하나 소개할까합니다.(아니 판타지 장르라고 해야 할지도...) 노파심에서 이야기하자면 글쓴이는 해당 작품을 연재하는 플랫폼이나 작가와는 어떤 관계도 없음을 미리 밝혀 둡니다. 우연히 읽은 이 소설속에 방대한 SF의 소재들이 대부분 등장하고 사용되는게 색다른 재미를 주었습니다.
이 작품은 SF와 판타지를 절묘하게 혼합한 작품입니다. 판타지에 단골 등장하는 용이 과학이 만든 바이오로드 병기라는 설정을 하거나 오메가포인트를 꿈꾸는 아카이브 속의 종족을 대표하는 이들, 용신회의가 열리는 가상의 우주, 그리고 마치 정령처럼 묘사되는 A.I, 그리고 SF답게 에일리언이 등장합니다.
다만 안타깝게도 SF소설은 웹소설 분야에서는 대중적인 장르가 아니 라서(판타지나 BL, 게임, 러브판타지 장르에 비해서는...) 물론 판타지와 장르를 걸쳐 엮었지만 복잡하고 어려운 SF적 설정들이 아마 일부 SF덕후들을 제외하고는 대중적인 인기를 얻지 못할것이라는 SF덕후의 걱정(러브스토리 없고 주인공이 미소년이 아닌 중, 노년의 함장이라는 것도...)에 제 블로그에서나마 소개를 해 봅니다.
작품 주소 : https://www.justoon.co.kr/content/home/11o91v4c5b3e
두개의 포스팅을 통해서 SF에 등장하는 과학이론 또는 유사과학을 다루어 보았습니다. 사실 SF장르 컨텐츠라는 게 제 개인적인 생각으로는 있을법한 또는 그럴듯한 설정아래 마음껏 상상력을 펼치는 것이 매력이라고 생각합니다.
쥘베른의 "해저2만리"나 "달세계여행"이 쓰여질 때는 분명 흥미로운 상상속의 이야기에 불과했지만 우리는 그런것이 현실이 된 세상에 살고 있습니다. 우리가 즐겨 읽는 SF 소설들도 언젠가는 현실이 되는 시대가 정말 올지도 모릅니다.
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또 다른 SF 소재인 한 인간 수명의 한계에 대한 글
인간 수명의 한계, 헤이플릭 한계와 불노불사와 관련된 세포이야기, 텔로미어, 텔로머라제
