2014년 개봉한 인터스텔라 영화, 작중의 주인공 일행은 파도 행성이라 불리는 밀러 행성에서 3시간 조금 넘게 머물렀지만 행성 밖 우주선에 남아있던 일행의 시간은 23시간 4개월 8일이 지나가 있었다. 같은 시공간에 살고 있다고 알았던 것과 다르게 왜 주인공 일행의 시간은 우주선에 남아있던 일행의 시간보다 느리게 흘러간 것일까? 

이는 상대성이론으로 설명이 가능하다. 우리가 이 비밀을 알기 위해서 상대성이론에서 논하는 두 가지만 기억하면 된다.

하나, 빛의 속력에 가까워질수록 시간은 느리게 가고

둘, 시간은 중력에 영향을 받는다는 사실이다.

그렇다면 ‘주인공의 시간이 더 느리게 간 것이 이것과 무슨 상관이 있을까’라는 의문점이 생기게 된다. 주인공 일행이 도착한 밀러 행성은 초거대 블랙홀 ‘가르강튀아’를 공전하는 행성이다. 모두가 알 듯 블랙홀은 극도로 높은 중력으로 인해 생긴 구형 구체를 말한다. 이 어마 무시한 중력의 영향으로 밀러 행성 주변의 시공간이 휘어지게 되고 절대적인 속력을 가진 빛조차 이 공간을 지나갈 때 더 오랜 시간이 걸리게 된다. 이 때문에 행성에 있던 주인공 일행의 시간은 중력 범위 밖에 있는 우주선에 남아있던 일행보다 더 느리게 흘러간 것이다.

그렇다면 시간은 중력에 영향을 받으니까 중력의 영향을 덜 받는 높은 곳의 시간은 빨리 지나갈까? 그렇다. 아인슈타인의 상대성이론에 따르면 중력의 크기에 따라 시간의 흐름이 달라진다고 주장했고, 이를 뒷받침하기 위해 도쿄대학에서 높이가 1cm 차이가 나도 시간의 흐름을 잡아낼 수 있는 광격자시계를 설치했다. 이후 연구팀은 도쿄 도심과 사이타마 현은 해발고도의 차이로 3일에 100억 분의 4초 차이가 난다는 사실을 확인했다. 이 실험은 같은 지구에 살면서도 중력의 영향에 따라 상대적으로 시간이 흐른다는 사실이 증명했다. ‘시간은 누구에게나 공평하게 흐른다’라는 말은 이론상으로 보았을 때 모순이라고 볼 수도 있다.

그런데 시간은 상대적이고, 이 시간을 빠르게 흘러가게 할 수 있다면 과거와 미래에 갈 수 있는 타임머신을 만들 수 있을지도 모른다는 생각을 해볼 수 있다.

앞서 말했듯 빛의 속력에 가까워질수록 시간은 더 느리게 간다고 설명하였다. 이 이론상으로는 미래에 가는 방법은 되게 간단하다. 빛의 속력에 가깝게 움직이면 상대적으로 시간이 느리게 가게 되는데 이를 이용하면 된다. 예를 들어 빛의 속력의 99%로 운행되는 롤러코스터를 타면 시간은 멈춘 것처럼 느려지게 되고 주변에는 평상시대로 시간이 흘러갈 것이다. 롤러코스터에서 내리면 나를 기다리고 있던 일행들은 이미 오랜 시간이 지나 죽었을 수도 있다. 반대로 과거로 돌아가는 방법은 이론상으로도 불가능하다. 과거로 돌아가려면 빛의 속력을 뛰어넘어야 한다. 물질은 빛의 속도에 99%까지는 근접할 수 있을지는 모르나 동일하거나 뛰어넘는 일은 절대 불가능하며 이는 현대 물리학에서 불변의 법칙으로 정해두고 있다. 

중력이 덜한 높은 곳에 있으면 빠르게 흘러가는 시간, 빠르게 움직일수록 느려지는 시간, 시간은 상대적으로 누구에게든 공평하지 않게 흐르고 있다.

당신은 돌아올 수 없는 미래에 가볼 것인가? 아니면 현재를 만족하며 살 것인가? 그리고 당신의 시간은 얼마나 빠르게 흐르고 있는가?