시간이 흐른다는 착각

머리말•아무것도 없는 곳에서도 시간은 흐를까?

CHAPTER 1 •시간은 어디에 있는가?
1. 경직된 뉴턴의 시간
2. 시간의 신축이 중력을 만들어 낸다
3. 유연한 아인슈타인의 시공

CHAPTER 2 •‘흐르는 시간’이라는 착각의 기원
1. 시작의 수수께끼
2. 빅뱅은 폭발이 아니다
3. 우주는 파괴되어 간다

CHAPTER 3 •순환하는 시간, 분기하는 시간
1. 순환하는 시간
2. 미래는 어디까지 정해져 있는가?
3. 분기하는 시간

CHAPTER 4 •생물의 시간, 인간의 시간
1. 물질세계도 진화한다
2. 생명의 역사를 통해서 본 시간
3. 인간에게 시간이란?

CHAPTER 5 •시간의 끝
1. 파괴되어 가는 우주의 말로
2. 인간과 시간

참고문헌

2020년에 도쿄 스카이트리의 지상층과 450미터 상공의 전망대에 광격자시계(光格子時計)라고 부르는 고성능 원자시계를 설치해 시간이 얼마나 다르게 흐르는지 직접 검증하는 실험이 진행되었는데, 전망대의 시계가 하루에 10억 분의 4초 빠르게 움직인다는 사실이 밝혀졌다. 지구의 중심과 가까울수록 시간이 천천히 흐르는 것은 분명하지만, 감각적으로 느끼기는 불가능할 만큼 미세한 차이인 것이다. 이것이 지구라는 천체가 지닌 에너지로 변동시킬 수 있는 시간의 한계다.

다만 인류사적인 관점에서 바라보면 일반상대성이론의 가장 큰 역할은 뉴턴의 이론에서 보였던 수수께끼를 해명한 점일 것이다. 뉴턴은 우주 공간을 아무것도 없는 진공으로 생각했는데, 정말로 아무것도 없다면 어떻게 중력이 전달되느냐는 수수께끼가 남는다. 이에 대해 일반상대성이론은 우주 공간에 ‘시공’이라는 ‘실체’가 존재한다고 간주함으로써 이 수수께끼를 풀었다.

인간의 눈에 보일 만큼 거대한(전문 용어로는 ‘거시적인’) 물체는 방대한 수의 원자·분자로 구성되어 있다. 이런 물체가 외부로부터 강제적인 힘을 받지 않고 자연적으로 변화할 경우, 보통은 되돌릴 수 없는 일방향적인 과정이 된다. 이는 시간의 흐름이 되돌릴 수 없는 신비한 변화를 가져오기 때문……이 아니라, 더 패턴 수가 많은 상태로 이행하는 것이 통계적으로 봤을 때 ‘지극히 있을법한’ 일이기 때문이다.
즉, 거시적인 물리 현상이 통계 법칙을 따르는 까닭에 시간 경과가 되돌릴 수 없는 일방향적인 흐름처럼 느껴지는 것이다.