타임머신 연구 2장 - 인과율

인과율 : 모든 일에는 원인과 결과가 존재한다. 원인 없이 결과가 존재할 수 없다. 

 

위와 같은 인과율을 시간의 흐름으로 봤을 때 물리학에서는 원인이 시간적으로 결과보다 이전에 일어나야 한다는 조건을 의미한다.

이러한 인과율의 법칙은 무조건적인 법칙으로 이 세상에서 절대 위배되는 일이 없어야 하고 만약 어떠한 개념이 인과율을 성립하지 못하게 한다면 그 개념은 틀렸다고 볼 수 있을 정도로 자명하다.

 

인과율의 법칙이 왜 자명한 사실이며 무조건적인 법칙일까?

 

또 하나의 절대적 법칙인 아인슈타인의 상대성이론은 빛보다 빠른 것은 존재하지 않는다고 한다.

 

만약 어떠한 정보가 빛보다 빠르다면 인과율이 깨져버리는데, 아래 예를 들어 자세히 살펴보자.

 

총을 든 남자 A가 무방비 상태의 남자 B를 향해 총을 쐈다고 가정해 보자.

인과율의 법칙에 의해 A가 방아쇠를 당긴 후 총알이 B의 몸을 관통해 B는 사망에 이르게 된다.

A가 총을 쏘았다는 원인과 B가 사망한 결과가 시간순으로 나란히 벌어진 것이다.

 

여기서 만약 정보가 빛보다 빨라 우리가 먼저 알게 된다면 어떻게 될까?

우리가 관측한다는 것은 빛을 통해 물체를 반사시켜 우리의 눈으로 보는 것인데, 이 빛보다 빠르게 B가 사망했다는 정보를 얻었다 가정하자.

그렇다면 시간순으로

B의 죽음 -> A가 방아쇠를 당김 -> B가 총에 맞음

위처럼 앞뒤 결과가 맞지 않는 뒤죽박죽인 순서가 놓여버린다.

즉 인과율이 깨진 것이다.

(물론 인과율이 상대성이론보다 대전제 이므로 상대성이론을 통해 인과율을 증명하는 것은 잘못된 증명법이다.)

 

 

이러한 인과율은 타임머신의 이론에서 넘을 수 없는 산과도 같은 문제라고 볼 수 있다.

 

인과율의 정의는 "원인은 시간적으로 결과보다 전에 일어나야 한다"인데 이를 뒤집어서 생각해 보면 다음과 같다.

 

"어떠한 원인이라도 원인보다 과거에 있는 결과는 바꿀 수 없다."

즉 과거의 일에는 영향을 미치지 못한다.

 

타임머신은 기술적으로는 커녕 이론적으로도 성립할 수 없다. (여기서 타임머신은 과거로의 이동을 말하는 것이다.)

 

이를 물리학으로 설명해 보자.

특수상대성이론의 4차원 시공간의 어떤 두 점에 대해 만약   (x−y)^2 <0 라면 각 두 점에서 생긴 사건들은 서로 전혀 무관하다.

 

좀 더 직관적으로 설명하자면, 어떤 공간좌표(x, y, z)와 시간좌표 t를 합친 한 좌표(x, y, z, t)를 중심으로 하는 광원뿔(빛 이 갈 수 있는 거리) 바깥에 있는 점에서 일어난 사건은 어떠한 일이라도 주어진 좌표에서 일어난 사건과 무관하다.

 

 

 

 

이렇게 절대적인 법칙인 인과율이 깨져 버린다면 매우 다양한 역설이 존재하게 된다. 모두들 알고 있는 타임 패러독스도 이 인과율의 법칙이 깨져서 발생한 것이다. 그렇다면 이런 타임 패러독스를 알아보자.

 

 

타임 패러독스의 대표적인 예로 부친 살해 패러독스가 존재한다.

 

만약 현재 타임머신 개발자 A가 있다고 가정해 보자.

A는 어떠한 이유에서 자신의 아버지에 강한 원한을 품고 과거로 돌아가 자신의 어머니와 결혼하기 전의 아버지를 살해하려 한다. 이때 발생할 수 있는 게 타임 패러독스 즉 시간 역설이다.

 

A가 과거로 돌아가 자신을 낳아주기 전의 부친을 살해한다면 현재 과거로 돌아가 부친을 죽인 A의 존재는 어떻게 설명될

까? 자신을 낳기도 전에 부친이 죽어버렸는데 어떻게 미래의 자식이 타임머신을 만들어 자신을 죽이러 왔을까?

 

 

타임머신 학자들은 이러한 역설을 어떻게 설명할까?

 

다음 편 "타임머신 연구 3장 - 다중우주"를 기대해 주세요!