[책증정] SF가 상상하고 과학이 증명하다! 《시간의 물리학》 북클럽

저도 우주끈으로 가보겠습니다. 제 머리에 묶여있는 고무줄을 열심히 상상하며 읽었던 부분인데요. 1미터 길이에 지구 무게에 맞먹는다길래.. 머리끈으로는 못쓰겠군~ 생각했습니다 😂

"머리끈으로는 못 쓰겠군" 너무 재밌어요😂😂

우주"끈"이라고 표현이 됐지만 끈보다는 물이 얼음으로 얼 때 물 입자들 사이사이에 형성되는 아주 작은 균열들과 비슷한 개념이라고 하네요. 빅뱅 이후 우주가 팽창할 때 형성되었다고 가정되는 것으로 아주 밀도가 높은 이 끈들이 우주를 가르며 나아간 결과 마치 엄청나게 큰 배가 물살을 가르며 앞으로 나아갈때 생기는 물결 처럼 주변의 물질들을 한 곳으로 모아주었고 그렇게 모인 물질들이 중력으로 더 많은 물질들을 끌어모아 은하가 생겨났다고 추정하고 있다고 합니다.

정답은 '우주끈' 입니다! 원자보다 훨씬 가늘고 밀도가 천문학적으로 커서 1cm의 우주끈 당 적게는 1천만톤, 많게는 100억톤의 무게가 나갈 것이라고 하네요... 100억톤이면 아프리카 코끼리가 25억마리라는건데... 정말 가늠이 안되는 수치네요. 음의 장력이라는 것도 정말 이해하기 힘든 개념인 것 같아요. 정말 이런 신비로운게 있다면 정말 웜홀을 열고 유지시키는게 가능할지도 모르겠네요..!

4단계를 읽으면서 이 책의 부제에 다시 눈에 꽂히네요. "SF가 상상하고 과학이 증명한 시간 여행의 모든 것" 아이작 아시모프의 티오티몰린 시리즈에 대한 이야기를 읽으며 SF와 과학이 앞서거니 뒤서거니 영향을 주고 받으며 나아가는 것을 보게 됩니다. 그나저나 아시모프는 시리즈 마지막 작품인 <별들로 간 티오티몰린>을 구상하며 얼마나 재미있었을까 하는 생각이 드네요.

부제를 눈여겨 봐주셔서 고맙습니다! SF가 미래를 예언한다는 뉘앙스나 과학, 기술만이 인류 발전의 최전선이라는 오해를 불러일으키지 않으면서도 이 책의 매력을 잘 나타낼 수 있는 부제를 짓기 위해 오래 고민했답니다. 인테레보 님이 말씀해주신 "앞서거니 뒤서거니"라는 표현이 와닿습니다 :) 티오티몰린 이야기 저도 너무 재미있게 본 나머지 추가 정보를 찾다가 도판에까지 넣게 되었는데요. 별들로 간 티오티몰린들.. 지금은 어디쯤에 있으려나 궁금합니다 ㅋㅋ

반중력?인가요? 아직 6단계와 대여금고는 못 읽었는데.. 웬지 그럴듯?

이전에 읽었던 <괴델, 에셔, 바흐>에서 괴델의 불완전성 정리는 알고 있었는데 괴델의 우주론에 대해서는 잘 몰랐네요. 그러고보니 짐 홀트가 아인슈타인과 괴델에 대한 책을 쓴 게 있다는데 나중에 읽어봐야겠어요.

반도체 기술의 현황이 궁금해지네요. 님츠 음악은 제 생각보다는 감상할 만한 수준인 것 같아요. 알려주신 영상 모두 잘 보았습니다. 풍부한 자료 공유해주셔서 감사해요 :)

와! 이걸 찾아 놓으시다니! 실감나게 잘 들었습니다!

그림8의 경우, 2010년 Francisco Lobo가 발표한 논문에 올려진 그림과 똑같은데요. 여기서는 앞에서 1937년 아인슈타인 방정식의 해를 풀은 판 스토쿰의 시공간이라고 하네요. Fig. 2 Van Stockum spacetime showing the tipping over of light cones close to the cylinder, due to the strong curvature of spacetime, which induce closed timelike curves. https://www.semanticscholar.org/reader/7b476810fa1fc1996556a48a170ea984e13e2005

5단계. <회전하는 원통과 전역 인과율 위반 가능성>에서 '여행자는 편평한 시공간에서 왜곡의 영향이 미치는 영역으로 이동한 다음, 멀리 있는 관측자에게는 공간상의 원처럼 보이는 궤적을 따라 움직일 수 있다. 시간 축을 전혀 이동하지 않고서도 말이다! 여행자는 이 궤적 주위의 모든 곳에 동시에 존재하게 될 것이다. 원한다면 시간 축 주위로 완만한 나선을 그리는 경로를 따라가면서 시간을 역행할 수 있다. 그는 계속 같은 공간상의 지점으로 되돌아가겠지만 시간적으로는 점점 더 과거로 가게 된다.' 이 부분을 잘 못 이해하겠는데요. '여행자는 이 궤적 주위의 모든 곳에 동시에 존재하게 될 것이다'는 것은 왜 그런 것이죠? 그리고 '시간 축 주위로 완만한 나선을 그리는 경로를 따라가면서 시간을 역행할 수 있다'는데 거기서 말하는 시간 축은 왜곡의 영향이 미치는 영역에서 원통과 평행한 축이 아니라 광추가 옆으로 누워있는 축을 얘기하는 건가요? 그런 경우 시간 축 주위로 완만한 나선을 그리는 경로를 어떻게 따라가죠? 그리고 같은 공간상의 지점으로 돌아가는 게 왜 점점 더 과거로 가게 되죠?

이 링크에서 Thought model experiment: Tipler's massive infinitely long relativistically rotating cylinder 부분을 보고 좀 이해가 더 잘 갔는데요. https://astronuclphysics.info/CestyCasem.htm 조금 더 이해에 도움이 될만한 그림을 첨부합니다.

저는 5장에서 멈춰서 있습니다. 술술 읽다가 무슨 말인지 모르겠는 부분이 닥쳤는데, 주말에 꼼꼼히 다시 읽어봐야 겠다는 생각을 하면서 주말을 기다리고 있어요.

저도 모르는게 너무 많아 계속 검색하면서 읽고 있네요 ㅎㅎ 어려운 책들은 알다가도 모르겠는데 오랫동안 들여다보다가 이해하는 그 순간이 너무 좋아서 자꾸 찾게 되는 것 같아요.

6단계에서는 영화 <인터스텔라>로 잘 알려진 킵 손이 나오는데 그 영화 전에 칼 세이건의 소설 <컨택트>에서도 자문을 받았군요. 알고보니 여기서 자문받고서 조디 포스터 주연 영화로 나왔을 때 칼 세이건이 컨택트의 영화 프로듀서 Lynda Obst와 킵 손을 소개팅 시켜주고 사귀진 않았지만 계속 오랜 친구가 되었답니다. 그리고 그 린다가 나중에 <인터스텔라>의 프로듀서가 되서 다시 또 킵 손에게 웜홀에 대해 자문하게 되었구요. 퀴즈 답이 반중력 맞았군요..! ㅎㅎㅎ 인터스텔라도 컨택트도 하두 옛날에 보고 읽어서 기억이 흐릿하지만..이런 이야기 재미있습니다. https://archive.factordaily.com/interstellar-kip-thorne-nobel-prize/ 전 근데 시간여행의 가능성에 대한 연구들도 재미있지만 역시 6단계 마지막에 나온 극소 웜홀들이 빈 우주 공간의 구조 자체를 이루고 이 극소 웜홀들을 통해 물리법칙 등 정보가 머나먼 은하까지 순간적으로 확산될 수 있고 그래서 이 드넓은 우주에서 물리법칙이 동일하게 작용하는 것일 수 있다는 가설이 너무나도 신기합니다. 그리고 카시미르 효과에서 진공에서 가상광자가 나타나지만 이게 판 사이를 계속 왔다갔다 거리를 바꾸면 진공에서 가상광자가 진짜 광자로 바뀔 수 있는 역동적인 카시미르 효과 dynamical Casimir effect가 나타날 수 있다는데 2011년에 이걸 실험으로 확인했다고 합니다. 이 효과가 블랙홀에서도 나타날 수 있는데 (왜냐하면 중력가속도를 생각하면 블랙홀의 그 엄청난 질량은 진공판 움직임의 가속도와 마찬가지니) 이 중 가끔 그 생성된 광자가 블랙홀 안으로 떨어질 수 있습니다. 그렇다면 그 생성된 광자의 에너지는 어디서 오느냐? 바로 블랙홀의 질량에서 온다는 거죠. 결국 이렇게 방출된 실재 광자들의 음의 에너지가 블랙홀로 떨어지는 게 계속 축적되면 그 방출된 광자의 에너지원이 된 블랙홀은 점차 질량이 줄어들게 된다고 합니다. 이 음의 에너지가 블랙홀에 들어오며 질량을 잃어 블랙홀이 소실되어 나온 열복사를 스티븐 호킹 이름에서 따온 호킹 복사Hawking radiation이라고 합니다. https://www.nature.com/articles/nature10561 https://youtu.be/IRcmqZkGOK4?si=IE3w6rbTfSiz18xr 전 앤트맨을 안 봐서 잘 모르겠지만 앤트맨 보신 분들은 도움이 될수도 있는 영상 https://youtu.be/FC4yAsUpQto?si=KQ2tcZZM8GuuGhyp