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천문학

상대성이론과 시공간을 설정한 영화

모두의동네친구 2020. 10. 2. 15:08

원자핵과 전자 사이가 훨씬 멀리 떨어져있고, 그 사이에는 아무것도 없습니다. 마블의 영화 앤트맨에서 바로 이 원리를 이용해서 몸의 크기를 늘리거나 줄이게 됩니다. 원자핵과 전자 사이가 원래 떨어져 있기 때문에 그 사이를 줄이면 개미만큼 작아지고, 늘리면 항공모함보다 더 커지는 것입니다. 물론 영화적인 상상력이지만 그 발상은 굉장히 양자역학적입니다. 아이슈타인은 훨씬 과감했습니다. 변화 외에는 불변하는 것이 없다던 그리스의 철학자 헤라클레이토스의 말처럼 시간과 공간은 사실 인간이 이해할 수 있게 만들어진 편리한 개념이며 절대적인 우주의 본질은 아니라고 생각했죠. 오히려 빛의 속도야말로 우주에 존재하는 보편적인 질서다 그리고 우리는 신이 만든 이 불변의 언어를 이해하기 위해 시간과 공간이라는 번역을 거쳐야하는 것이다. 아이슈타인은 빛의 속도를 최초로 번역한 역자이며 그 과정에서 복잡하게 얽힌 시간과 공간을 하나로 합쳐 4차원의 시공간으로 만들었습니다. 헤르만 민코프스키는 과학자 모임에서 "앞으로 시간과 공간은 마치 그림자처럼 사라질 것이며, 오직 둘이 합쳐진 시공간만이 독립적인 실체로 남을 것이다" 바로 민코프스키 시공간의 탄생이었죠. 특수 상대성 이론을 쉽게 표현할 수 있는 기하학적인 방법이었습니다. 이제 우리 모두는 시간과 공간이 분리되어 있지 않다는 것을 알고 있습니다. 또한 아이슈타인의 유명한 식인 질량과 에너지의 관계도 여기서 나옵니다. 고전 역학에서는 정지한 물체가 에너지가 있다는 건 말도 안되는 이야기지만, 특수 상대성이론에 따르면 정지한 물체도 질량이 있으면 에너지를 갖습니다. 영화 <시간을 달리는 소녀>에서 주인공은 시간을 달려서 느리게 만드는 원리를 가지고 있습니다. 사실상 이건 특수 상대성 이론을 최초로 접목한 애니메이션입니다. 소녀가 빨리 달린다면 소녀에게 세상은 어떻게 보일까를 설명하기 때문입니다. 시간을 달리는 소녀가 아니라, 시공간을 달리며 세상을 관측하는 소녀의 이야기. 특수 상대성이론의 핵심은 시공간의 관측자에 따라 상대적이라는 것입니다. 

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