시간여행은 이론적으로는 가능하지만 과거를 바꿀 수는 없다

시간여행은 이론적으로는 가능하지만 과거를 바꿀 수는 없다

퀸즐랜드대학 연구진의 새로운 계산에 따르면 물리법칙에 어긋나지 않고 시간여행을 하는 것이 가능하다고 한다.
그러나 시간 여행자는 과거를 바꿀 수 없을 것이라고 그들은 말했다. 안심해도 된다. 미래는 변하지 않는다.
타임머신을 타고 2019년에 여행을 떠나는 것을 상상해보길 바란다. 코로나19가 동물에서 인간으로 전염되기 전의 일이다. 첫 환자를 찾아 격리할 수 있다면 이론적으로는 팬데믹이 일어나지 않을까?

아니, 그렇지 않다. 왜냐하면 팬데믹이 없었다면 시간여행을 할 생각은 없으니까. 수십 년 동안 물리학자들은 이러한 타임 패러독스(역설)에 대해 고찰하고 논쟁해 왔다. 만약 우리가 과거로 돌아가 과거를 바꿀 수 있다면 미래는 어떻게 될까?

새로운 연구가 답을 제시하고 있다. 그 답은 '아무 일도 일어나지 않는다'다.

◇ 아직도 그런 얘기를 하는 거야? 세계디자인회의에서 나온 불편함
패러독스(역설)를 일으킬 수 있는 것의 주변을 재조정하는 이벤트가 일어날 것이기 때문에 결과적으로 패러독스는 발생하지 않을 것이라고 연구 저자이자 호주 퀸즐랜드대 학생인 저메인 토바르(Germain Tobar)는 IFLScience에 말했다.

학술지 Classical and Quantum Gravity에 발표된 그의 연구는 과거에 변경하려 했던 행위는 이후의 이벤트에서 수정될 것임을 시사한다.
쉽게 말해 이론적으로는 과거로 돌아가는 것은 가능하지만 역사를 바꿀 수는 없는 것이다.

◇ 할아버지(부모)를 죽이는 역설
아인슈타인(Einstein)이 상대성 이론을 생각해낸 이후 물리학자들은 시간여행이 가능한지에 대해 고민해 왔다. 아인슈타인의 계산은 우리 우주에 있는 물체는 공간과 시간을 원을 그리듯 이동하며, 최종적으로 그것이 이전에 있었던 여행 도중의 어느 시점에 도달할 수 있다고 시사한다. 시간적 폐곡선이라고 불리는 것이다.

하지만 물리학자들은 위의 코로나바이러스 사례처럼 시간여행자들이 이미 일어난 일을 바꿔버리는 시나리오와 계속 격투를 벌이고 있으며, 가장 유명한 예는 '할아버지(부모) 죽이는 패러독스'로 알려져 있다. 예를 들어, 시간 여행자가 과거로 돌아가서 젊은 시절의 자신의 할아버지를 죽였다고 치자. 그러면 할아버지에게는 아이가 없어지고 시간여행자의 부모는 물론 시간여행자 자신도 사라진다. 그렇다면 누가 할아버지를 죽일 것인가?

이 역설은 영화 백 투 더 퓨처에도 나온다. 주인공 마티 맥플라이(Marty McFly)는 과거로 돌아가 그의 부모의 만남을 막으려다 자신이 사라지는 사태가 빚어진다.

이 역설에 대처하기 위해 토바르와 그의 지도교관인 파비오 코스타(Fabio Costa) 박사는 당구공 모델을 사용했다. 충돌하는 당구공을 일련의 원인과 결과 원형 당구대를 시간적 폐곡선으로 상정하는 것이다.

원형 테이블 위에 당구공이 잔뜩 늘어선 모습을 상상해보라. 한 개의 당구공을 어느 위치에서 치면 테이블 끝에 부딪혀 특정 패턴으로 다른 공에 해당한다.

연구자들의 계산에 따르면 설령 이동 중인 어느 시점에서 당구공의 궤적에 간섭했더라도 최종적으로 다른 공과의 상호작용에 의해 궤도가 수정돼 간섭하지 않았을 때와 같은 위치에 같은 속도로 당구공이 찾아올 수 있다.

「선택사항에 관계없이, 당구공은 같은 장소에 침착한다」라고, 버클리 캘리포니아대학의 이론 물리학자인 노무라 야스키 박사는 말한다.

즉 토바르의 모델로는 시간을 거슬러 올라갈 수 있지만 미래를 바꿀 만큼 사건을 크게 바꿀 수는 없다. 부모가 죽는 패러독스(역설)에 적용해 보면 할아버지를 죽이려는 당신의 시도를 방해하는 것이 나타난다는 것이다. 혹은 그가 죽었을 때 이미 당신의 할머니는 당신의 어머니를 임신하고 있었다든가.

코로나 사례로 이야기를 되돌리자. 당신이 2019년으로 돌아가 첫 환자의 생활에 개입한다고 치자. 토바르의 사고방식으로는 팬데믹은 아직 어떻게든 발생하게 된다.

"감염되는 것을 멈출 수 있을지 모르지만, 그렇게 함으로써 바이러스에 감염되어 당신 자신이 첫 번째 환자가 되어 버릴 수도 있고, 다른 누군가가 감염되어 버릴 수도 있다"고 토바르는 말했다.

노무라(野村) 박사는 이 모델이 우리 우주의 인과관계를 모두 표현하기에는 너무 단순하지만 미래 물리학자들에게는 좋은 출발점이 될 것이라고 말했다.

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https://www.businessinsider.com/time-travel-possible-changing-past-isnt-physics-says-2020-9

Time travel is theoretically possible, calculations show. But that doesn't mean you could change the past.