정용환 기자
거대 천체가 붕괴됐을 때 형성된다고 여겨지는 블랙홀은 너무 큰 질량으로 시공이 왜곡되어 빛조차 탈출할 수 없는 천체다. 이런 블랙홀을 이용해 과거나 미래 시간 여행이 가능할까.
블랙홀은 거대한 항성이 무너질 때 형성되는 질량이 큰 천체다. 지구와 태양 같은 천체와 마찬가지로 블랙홀에도 중력이 있고 중력은 천체 질량이 클수록 강해진다고 한다. 블랙홀 중력은 매우 강해 빛조차 탈출이 불가능하며 블랙홀을 밖에서 보면 새까맣게 보인다.
이론 물리학자인 아인슈타인이 발표한 일반 상대성 이론에선 거대한 물체일수록 주위 공간이 늘어나 구부러진다고 하고 있으며 거대한 물체는 공간에 계곡 같은 걸 형성할 것으로 생각된다. 이 때문에 다른 물체에 가까워지면 이 물체는 공간 계곡에 떨어져 버리는 것으로 되어 있다. 블랙홀과 같은 거대한 천체에 접근하면 이 천체를 향해 물질이 떨어진다. 형성된 계곡 측면은 천체에 가까워지면서 점점 험해지고 빛조차도 빠져나갈 수 없을 정도로 급경사가 되는 점을 사건의 지평면이라고 부른다.
블랙홀에 의해 공간이 늘어나면 시간도 늘어나는 것으로 생각되고 있으며 거대한 물체 가까이에 있는 시계는 물체에서 먼 시계보다 진행이 느려진다고 한다. 블랙홀 근처에 있는 시계는 지구상에 있는 시계보다 상당히 천천히 움직여 블랙홀 근처 1년은 지구상 80년에 상당한다고 한다.
따라서 지구의 미래를 보고 싶다면 블랙홀 근처를 비행하고 이후 지구로 돌아가면 미래로 시간 여행이 가능하다고 생각할 수 있다.
한편 시간이 크게 구부러지고 시간을 되감는 게 가능하다고 생각되는 블랙홀을 이용한 과거로의 시간 여행은 이론상 가능하게 되어 있지만 블랙홀에 의한 과거로의 시간 여행에는 몇 가지 장애가 있다. 첫째 블랙홀이 형성된 이후 기준으로 과거로만 돌아갈 수 있다는 것이다. 공룡이 멸종된 뒤 블랙홀이 형성됐다면 공룡이 서식했던 시대까지 돌아가는 거 불가능하다는 얘기다.
둘째 과거로의 시간 여행을 할 경우 사건의 지평면을 넘어야 하는 점이다. 과거 어느 시대에 블랙홀에서 탈출하기 위해선 사건의 지평면 밖으로 나가야 하고 빛보다 고속으로 이동하는 게 요구된다.
셋째 인간이나 우주선 등 모든 물질이 스파게티화되어 버리는 점이다. 사건의 지평면을 넘으면 물체는 스파게티 면처럼 평평하게 늘어나 버려 결국 원자 열이 소용돌이를 감아 블랙홀에 떨어진다고 한다. 블랙홀의 시간을 왜곡하는 특성에 대해 생각하는 건 즐겁지만 당분간 과걸의 시간 여행은 환상 속 영역에 머물러 있어야 하는 이유다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
이석원 기자
