: TB의 SNS 이야기 :: 아인슈타인 중력파 검출 영화속 미래 기술들은 가능할까



오늘(2016년 2월 12일) 새벽 12시 30분경, 워싱턴 DC 내셔널프레스클럽에서 100년전 아인슈타인이 주장했던 '중력파(Gravitational Wave, 重力波)' 검출을 발표했다. 아인슈타인이 옳았다는 것이 이론이 아닌 실질적으로 처음 증명된 사례이자, 인류 과학문명이 한 단계 더 업그레이드 되는 역사적 순간이다.


아인슈타인은 상대성원리를 통해서 중력파, 웜홀, 시간왜곡(시공간의 뒤틀림), 타임머신의 원리를 주장했다. 그렇다면, 우리가 영화속에서 보던 미래 기술들(우주 공간에서의 워프, 타임머신 등)은 가능할까?



결론부터 말하자면 이론적으로는 가능하지만, 중력파 검출만으로 이것들이 가능하지는 않다. 이런 것들이 가능하려면 우선 '중력자(graviton)' 기술이 가능해야 한다. 중력파의 검출로 중력자의 존재가 확인됐으나, '중력파 ≠ 중력자' 다.


중력의 사전적 의미는 질량을 가진 물체가 서로 끌어당기는 힘, 질량을 가진 물체를 아래로 끌어내리는 힘을 말한다. 고전 물리학에서 최초의 중력 이론은 뉴턴의 만유인력법칙(1687년)이었고 이는 지구 위로 한정된다. 뉴턴에 따르면 질량을 가진 모든 물체는 서로 잡아당기는데, 그 힘의 방향은 두 질점(질량 중심)을 연결하는 직선 방향이다.



아인슈타인은 뉴턴의 고전 역학을 부정한다. 일반상대성이론(1916년)을 통해 "질량과 에너지로 인해 4차원의 시공간이 휘어져 나타나는 게 중력" 이라 새롭게 정의 한 후 중력 작용을 지구에서 우주의 시공간으로 확장 시킨다. 아인슈타인은 호수에 돌을 던지면 파장이 퍼지는 모습으로 중력파를 설명했다.


우주공간에서의 중력파는 공간 변화를 측정해서 검출된다. 레이저 간섭계를 이용하여 중력파가 지나 갈 때 생기는 공간의 길이 변화를 재는 것이다.



중력파의 가치는 어마어마 하다. 중성자별 또는 블랙홀이 충돌할 때 발생하는 중력파를 검출할 수 있다면 현재까지 몰랐던 천체의 구조, 질량, 거리 등을 알 수 있고 빅뱅이론(우주팽창)의 속도를 알아낼 수도 있다. 중력파는 중력자의 존재를 확인한 계기가 되기도 했다.


그렇다고 중력파가 중력자를 의미하지는 않는다. 그러나 만약 중력자를 밝혀낸다면 중력의 제어를 통해 중력의 영향을 받지 않고 날아다닐 수도 있다. 중력파의 검출로써 시공간의 뒤틀림이 입증됐으니, 이론적으로는 타임머신이 가능할 수도 있다. 초끈이론에서는 중력의 작용거리가 무한하다. 따라서 우주 공간에서의 워프도 가능하다. 문제는 중력파와 중력자가 다르다는 것이고, 당연한 얘기지만 설령 중력자가 발견된다 할 지라도 아직 인류에게는 중력자를 다룰 기술도 없다.


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Posted by T.B

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  1. BlogIcon 가온대 2016.02.12 13:10 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    미래로의 이동이야 지금 당장이라도 가능하지만 단 편도티켓이라는거~. 과거로는 공간에 귀속되는 시간 특성상 공간을 깨부수지 않는 이상 불가능이겠죠 공식 자체가 성립하지 않으니(기발한 방법이 나온다면 가능할지도 모르겠습니다) 수학적으로는 X/0이 참이 되는 방법이 나오지 않으면 불가능하다더군요. 시간과 함께 흘러간 정보를 읽어들이는건 잘 연구하면 될듯도 한데 말입니다 이거야 말로 모든 분야에서 가장 필요한 연구수단인데

    • BlogIcon T.B 2016.02.12 13:27 신고  댓글주소  수정/삭제

      빛보다 빨라야 하지 않나요? ㅎㅎ 시공간이 뒤틀린 곳까지 도달 할 수도 없고.. 빛보다 빠른 것을 만든다 하더라도 신체가 견디지 못하고.. 그간 가설에 불과했던것들이 이제 막 입증되어가기 시작했다는 것과 우주에 관한 연구에 있어서 혁신적인 이정표를 찍은 셈이죠. 올해 노벨상은 예정된~

  2. BlogIcon 가온대 2016.02.12 13:12 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    우주 스케일로 보면 돌덩이 들고 뛰어다니던 때가 방금전일텐데 이런거 보면 뭔가 근원에 조금씩 근접하고 있다는게 경이롭습니다

  3. BlogIcon 가온대 2016.02.12 15:39 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    공간 위에서야 빛보다 빨라야 가능하다고 하고 그렇다 하더라도 분모가 0이 되어버려서 식 성립이 안되므로 불가능하지만 공간 거치지 않거나 공간을 접거나 뚤어서(웜홀가설처럼)이동한다고 가정하면 결국 빛보다 빠르게 이동한 셈이 된다지요 어디까지나 이론 ㅎㅎ

    • BlogIcon T.B 2016.02.12 16:33 신고  댓글주소  수정/삭제

      그말한거에요. 시공간 뒤틀림이 확인됐으니 빛보다 빠르게 이동할 수 있잖아요~ 워프라고 하죠. 초끈이론으로는 중력 거리가 무한으로 늘어나니 행성간 이동이 가능해진다는 것. 어디까지나 이론일 뿐이고 중력파가 아닌 중력자 기술이 있어야 가능한 것들이죠 ㅎㅎ