시간 고리과거로 편지를 보낼 수 있을까?

닫힌 시간꼴 곡선은 일반 상대성 이론이 허용하지만 물리학이 금지할지도 모른다. 우주 시대의 엔딩 ‘시간 고리’ 뒤에 있는 실제 과학.

과거로 편지를 보내는 것이 물리적으로 가능할까요? 이론상 닫힌 시간꼴 곡선은 일반 상대성 이론 방정식의 해입니다 (Morris, Thorne and Yurtsever, 1988). 1991년 데이비드 도이치는 양자 버전이 그 유명한 "할아버지 역설"을 피할 수 있음을 보였습니다. 하지만 실제로 타임머신을 만들어 우주가 시작되기 전으로 메시지를 보내는 것은 순전한 허구이며, 스티븐 호킹의 연대기 보호 추측에 따르면 물리가 이를 막을 것입니다.

이 페이지는 먼저 게임에서 엔딩 “시간 루프”를 해금하는 법을 설명합니다. 그다음 그 뒤의 실제 과학을 다룹니다. 닫힌 시간꼴 곡선이 무엇인지, 도이치의 자기 일관성 조건이 왜 역설을 피하는지, 어떤 시간 여행이 실제로 허용되는지입니다. 끝에는 관련된 실제 연구와 각각이 이 엔딩과 어떻게 이어지는지를 나열합니다.

해금 방법

  • 힌트: 시공간 별자리의 끝에는 과거로 보내는 편지가 있습니다.
  • 조건: “시작점에 보내는 메시지”를 해금하고 우주의 끝을 목격하세요.
  • 보상: 관측자 일지 1장 끝에 서명 한 줄이 영구히 추가됩니다.

이 엔딩은 시공간 분류에 속합니다. 노드 “시작점에 보내는 메시지”는 이 우주의 첫 1초 이전으로 메시지를 보냅니다. 도이치의 자기 일관성 조건에서는 이미 받은 메시지일 수밖에 없습니다.

실제 과학: 루프와 역설

닫힌 시간꼴 곡선은 일반 상대성 이론 방정식이 허용하는 해입니다. SF적 상상이 아니라 진지한 이론적 결과입니다.

문제는 역설이고, 가장 유명한 것이 할아버지 역설입니다. 도이치는 루프의 양자 버전이 이를 피할 수 있음을 보였습니다. 그의 자기 일관성 조건은 루프 안에서 일어나는 모든 일이 일관되어야 한다고 요구하므로, 과거로 보낸 메시지는 이미 받은 것일 수밖에 없습니다. 게임의 “시작점에 보내는 메시지”는 이 조건을 따릅니다.

실제로 허용되는 시간 여행

H. G. 웰스의 타임머신 (1895)은 가장 유명한 시간 여행 소설입니다. 과학적 배경은 이렇습니다. 특수 상대성 이론은 미래로의 여행(시간 지연)을 허용하지만, 과거로 돌아가는 실행 가능한 방안은 지금까지 발견되지 않았습니다. 앞으로 가는 건 실제 물리가 허용합니다. 뒤로 가는 것이 문제입니다.

로버트 하인라인의 「—너희 모든 좀비들—」 (1959)은 부트스트랩 역설의 가장 유명한 문학 사례입니다. 시간 요원이 여러 연대를 오가며 새로운 사람들을 모집하다가, 마침내 이야기 속 모두가 같은 사람임을 알게 됩니다. 물리학에서는 도이치의 자기 일관성 조건이 이런 루프를 허용합니다.

게임 설정이며 실제가 아닌 것

다음은 허구입니다. 실제로 타임머신을 만들어 우주가 시작되기 전으로 메시지를 보내는 것. 호킹의 연대기 보호 추측에 따르면 물리가 이를 막을 것입니다. 게임에서 “시작점에 보내는 메시지” 노드는 플레이어에게 질문 하나를 던집니다. 처음에 들은 첫 문장을 기억하나요?

관련된 실제 연구

아래 연구는 시공간, 상대성, 우주의 운명에 관한 것입니다. 이 주제와 관련된 실제 과학입니다. 시간 루프 엔딩의 직접적인 증거가 아니라, 그것이 닿는 물리의 배경일 뿐입니다.

  • 맥스웰은 전기와 자기를 통합하고 전자기파의 속도가 빛의 속도와 같음을 계산했습니다. 빛은 전자기파입니다 (Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society, 1865).
  • 시간과 공간은 절대적이지 않습니다. 특허청의 말단 직원이 1년 안에 논문 네 편을 발표해 물리학을 바꿨습니다 (Einstein, Annalen der Physik, 1905).
  • 일반 상대성 이론은 앞의 공간을 압축하고 뒤의 공간을 늘이는 "워프 거품"을 허용하지만, 현실에는 없을지도 모르는 음의 에너지가 필요합니다 (Alcubierre, Classical and Quantum Gravity, 1994).
  • 양자 효과 때문에 블랙홀이 에너지를 천천히 방출합니다. 블랙홀은 영원하지 않고 결국 증발합니다 (Hawking, Nature, 1974).
  • 13억 년 전 블랙홀 두 개가 합쳐졌고, 인류가 마침내 시공간의 잔물결을 들어 아인슈타인의 100년 묵은 예측을 확인했습니다 (Abbott et al., LIGO and Virgo, Physical Review Letters, 2016).
  • 수조 년 이상 뒤 우주의 운명. 별이 꺼지고, 양성자가 붕괴할 수도 있으며, 블랙홀이 마침내 증발합니다 (Adams and Laughlin, Reviews of Modern Physics, 1997). 마지막 항목이 관련되는 이유는 엔딩을 해금하려면 우주의 끝을 목격해야 하기 때문입니다.

실제 근거

  • 닫힌 시간꼴 곡선은 일반상대성이론 방정식이 허용하는 해다(모리스, 손, 유르트세버 1988). 도이치는 1991년 양자 버전이 할아버지 역설을 피한다는 것을 보였다.

  • 처음으로 보내는 메시지: 이 우주의 첫 1초 이전으로 메시지를 보낸다. 도이치의 무모순 조건에 따르면, 그것은 이미 받은 적 있는 메시지일 수밖에 없다.

  • ‘—너희 모든 좀비들은—’(로버트 A. 하인라인, 1959), 과학: 부트스트랩 역설의 가장 유명한 문학적 사례다. 물리학에서는 도이치의 자기 무모순 조건이 이런 닫힌 고리의 존재를 허용한다.

  • ‘타임머신’(H. G. 웰스, 1895), 과학: 특수 상대성 이론은 “미래로의 여행”(시간 지연)을 허용한다. 과거로 가는 방법은 아직 쓸 만한 제안이 없다.

관련 연구

이 연구들은 이 주제와 관련은 있지만 이 페이지의 직접적인 증거는 아니에요.

  • 중력파: 블랙홀 두 개가 13억 년 전에 합쳐졌고, 시공간의 잔물결을 마침내 인류가 들었다. 한 세기 전 아인슈타인의 예측이 확인되었다.

    출처:Abbott et al. (LIGO & Virgo), Physical Review Letters 2016, "Observation of gravitational waves from a binary black hole merger"

  • 전자기장 이론: 맥스웰은 전기와 자기를 통일하고 전자기파의 속도가 빛의 속도와 같다는 것을 계산했다. 빛은 전자기파다.

    출처:Maxwell, Philosophical Transactions of the Royal Society 1865, "A dynamical theory of the electromagnetic field"

  • 특수 상대성 이론: 시간과 공간은 절대적이지 않다. 특허청의 말단 직원이 한 해에 물리학을 바꾼 논문 네 편을 발표했다.

    출처:Einstein, Annalen der Physik 1905, "Zur Elektrodynamik bewegter Körper"

  • 블랙홀은 증발한다: 양자 효과 때문에 블랙홀은 에너지를 천천히 내보낸다. 블랙홀은 영원하지 않으며 결국 증발한다.

    출처:Hawking, Nature 1974, "Black hole explosions?"

  • 워프 항법: 일반 상대성 이론은 앞의 공간을 압축하고 뒤의 공간을 늘이는 '워프 거품'을 허용하지만, 현실에 없을지도 모르는 음의 에너지가 필요하다.

    출처:Alcubierre, Classical and Quantum Gravity 1994, "The warp drive: hyper-fast travel within general relativity"

  • 우주의 마지막 장: 수조 년 뒤와 그 너머의 우주의 운명을 풀어냈다. 별이 꺼지고, 어쩌면 양성자가 붕괴하며, 블랙홀이 마침내 증발한다.

    출처:Adams & Laughlin, Reviews of Modern Physics 1997, "A dying universe: the long-term fate and evolution of astrophysical objects"

게임 설정 (허구)

  • 실제로 타임머신을 만들어 우주가 시작되기 전으로 메시지를 보내는 것은 둘 다 허구다.
  • 호킹의 연대기 보호 추측은 물리학이 그것을 막을 것이라고 본다.
  • 노드 ‘처음으로 보내는 메시지’: 맨 처음에 들은 첫 문장을 기억하는가?
  • 소설 ‘—너희 모든 좀비들은—’ 줄거리: 한 시간 요원이 여러 시대를 오가며 새 사람을 모집하다가, 결국 이야기 속 모든 사람이 같은 사람임을 알게 된다.
  • 소설 ‘타임머신’ 줄거리: 한 발명가가 직접 만든 기계를 타고 80만 년 뒤와 그 너머로 간다. 인류는 지상의 연약한 엘로이와 지하의 몰록으로 갈라져 있다.
게임에서 보기