우주인은 지구에 있는 사람들보다 나이가 늦게 든다...그 이유를 설명

우주인은 지구에 있는 사람들보다 나이가 늦게 든다...그 이유를 설명

 

국제우주정거장 밖에서 작업하는 유럽우주기구 우주인 마티아스 마우러(Matthias Maurer)

어느 시공에 있느냐에 따라 시간의 흐름은 달라진다.
국제우주정거장에 있는 우주인의 경우 지구상에 있는 것보다 나이가 천천히 든다.

다만, 그것은 아주 조금이고, 소숫점 이하의 몇 초에 불과하다.
우주비행사 부치 윌모어(Butch Wilmore)와 스니 윌리엄스(Suni Williams)는 2025년 2월까지 국제우주정거장(ISS)에 갇혀 있지만 최악의 사태만 벌어지고 있는 것은 아니다.

우주에서 지내는 것에는, 장대한 경치를 바라보기도 하고, 훌륭한 동료와 함께 할 수 있는 등 다양한 혜택도 있다. 하지만 잘 알려지지 않은 것이 나이가 천천히 든다는 효과다.

우주에 있으면 지구상에 있는 사람보다 천천히 나이를 먹는다. 다만, 그 차이는 매우 적어서, ISS에서 반년간 보낸 우주비행사는, 지구상에 있던 사람보다 약 0.005초만 나이를 적게 먹는 것이다.

즉 윌리엄스와 윌모어는 예정보다 약 9개월 더 우주에 머문 뒤 귀환할 경우 예정대로 6월 귀환할 때보다 약 0.0075초 젊어지게 된다.
여기에는 몇 가지 과학적인 이유가 있으며, 모든 것은 앨버트 아인슈타인(Albert Einstein)의 상대성 이론에서 비롯된다.

◆ 중력으로 인한 시간 지연으로 우주인은 빨리 늙는 것이 아닌가?
'시간은 상대적'이라는 말은 들어봤을 수도 있지만, 그것이 실제로 무엇을 의미하는지 이해하기는 어려울 것이다.

이 문구는 아인슈타인의 '상대성 이론'에서 나왔고, 그는 공간과 시간을 연결해 우주 전체에 있는 '시공'이라는 개념을 만들어냈다.
시공이 다르면 시간의 흐름도 달라진다. 그것은 시공이 평평하지 않고 휘어져 있어 물질이나 에너지에 의해 왜곡된다고 보기 때문이다.

그래서 중력에 의한 시간지연이라는 현상이 일어난다. 시간은 질량이 큰 물체에 가까울수록 느리게 간다. 그 물체의 중력이 시공을 왜곡시키기 때문이다.
예를 들어 발목과 손목에 시계를 장착했다면 발목시계 쪽이 지구의 중심에 가깝기 때문에 손목시계보다 늦게 간다. 다만, 그 영향은 지극히 작아서, 실제로 알아차리는 경우는 없다.

중력에 의한 시간지연의 관점에서 보면 ISS에 있는 우주인은 지구에서 고도 420km 정도의 상공에 있기 때문에 지상에 있는 우리보다 더 빨리 나이를 먹을 것이다.

그러나 시간이란 기묘한 것으로, 중력의 영향을 넘어서는 「상대 속도에 의한 시간의 지연」이라고 하는 다른 현상이 있다.

◆ 우주비행사들이 천천히 나이를 먹는 이유
상대 속도에 따른 시간 지연이란 빠르게 이동할수록 시간이 느리게 간다는 현상이다.

이를 설명하기 위해 '쌍둥이 시나리오'라는 비유가 흔히 쓰인다. 여자 쌍둥이가 광속에 가까운 속도로 이동하는 우주선으로 우주여행을 떠나면서, 여동생은 지구에 남는다. 여행에서 돌아온 언니는 두세 살밖에 안 됐지만 여동생이 열 살 이상 나이가 많다는 사실에 충격을 받는다.

물론 이 비유하는 것과 같은 일이 실제로 일어나는 것은 아니지만 이 현상이 존재한다는 증거는 있다. 똑같은 두 개의 원자시계 중 하나만 궤도로 발사돼 지구로 돌아오자 지구에 남아 있던 시계보다 약간 늦어져 있었던 것이다. ISS의 우주비행사에게도 같은 영향이 있다.

미 항공우주국(NASA)에 따르면 ISS는 지구 주위를 시속 2만9000km(초속 8km) 정도로 질주하고 있다. 그렇기 때문에 지구상에 있는 인간에 비해 우주인의 시간의 흐름은 느리다는 것이다.

중력에 의한 시간 지연 때문에 우주인은 지구상의 인간보다 빨리 늙겠지만 상대 속도에 의한 시간 지연의 영향이 더 크기 때문에 결과적으로 우주인이 나이를 먹는 속도는 지구상의 인간보다 약간 느린 것이 된다.

(원문) Here's why astronauts age slower than the rest of us here on Earth
https://www.businessinsider.com/do-astronauts-age-slower-than-people-on-earth-2015-8

*재미있거나 도움이 되셨다면 '구독' 꾹 눌러 주시기를 부탁드립니다. 늘 행복하세요.