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과학이야기

우주가 공처럼 생겼다면 우주를 한바퀴돌면 다시 지구로 돌아올 수 있지 않을까?

by 슈퍼런치박스 2023. 6. 23.
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우주가 어떻게 구성되어 있는지에 대한 다양한 이론들이 존재합니다. 어떤 이론들은 우리 우주가 끝이 없는 무한한 공간이라는 가정을 내세우지만, 다른 이론들은 우주가 일정한 모양과 크기를 가진 공처럼 생긴 형태라는 가정을 내세우기도 합니다. 이런 '우주가 공처럼 생겼다'는 가정을 가지고 상상력을 발휘해봅시다.

 

 

우리가 공을 떠올리면, 그것은 보통 3차원 구조인 것으로 생각하게 됩니다. 우리가 지구 위에서 동쪽으로 계속 이동하면, 결국 같은 위치로 돌아오게 되는 것처럼, 이 3차원의 공 형태의 우주에서는 같은 방향으로 계속 이동하면 결국 출발점으로 돌아올 것이라는 개념입니다.

 

그러나 우주는 우리가 일상적으로 경험하는 3차원 공간과는 달리, 4차원 공간입니다. 이는 시간이라는 차원이 공간 차원과 더불어 우주를 구성하고 있음을 의미합니다. 그래서, 4차원 공간에서의 '공'은 우리가 일반적으로 생각하는 3차원의 공과는 다릅니다. 이를 '4차원 구' 또는 '하이퍼스피어'라고 부르기도 합니다.

 

이런 하이퍼스피어 형태의 우주에서 여행을 한다고 상상해봅시다. 우리가 어떤 방향으로든 우주선을 계속 움직이게 하면, 공처럼 모양을 한 우주의 한계를 넘어서서는 아니지만, 우주선은 결국 원래의 위치로 돌아오게 될 것입니다. 이것은 지구를 도는 것과 비슷한 원리로 이해할 수 있습니다. 그러나 여기서 주의해야 할 점은, 우리가 우주선을 동일한 방향으로 계속 움직이게 했더라도, 돌아왔을 때의 우리 자신이나 우주선, 또는 출발점인 지구가 완전히 동일하게 보일 것이라는 보장이 없다는 것입니다. 왜냐하면 이동하는 동안 시간이 흐르기 때문이죠.

 

이렇게 상상력을 발휘해 우주 여행을 계속해봅시다.

 

우리 우주선이 빛보다 빠르게 이동할 수 있다고 가정하고, 우주의 '공' 형태의 가장자리에 도달했다고 가정합시다. 우리는 그 가장자리를 넘어서 다른 곳으로 이동하는 것이 아니라, 우주의 다른 부분으로 '접어들게' 됩니다. 이런 방식으로, 우주 여행자는 결국 출발지점인 지구로 돌아오게 될 것입니다.

 

그런데, 다시 지구로 돌아왔을 때, 우리가 경험한 시간과 지구에서 경과한 시간은 같지 않을 수 있습니다. 이는 상대성 이론에 따라, 빠른 속도로 이동할수록 시간이 느리게 흐른다는 것을 의미합니다. 따라서 우주 여행자에게는 몇 년이 지난 것처럼 느껴질 수 있지만, 지구에서 보면 수천 년 또는 그 이상의 시간이 경과했을 수 있습니다.

 

그렇다면 이러한 우주 여행은 실제로 가능한 것일까요? 현재의 물리학에서는 이러한 여행이 가능하다는 증거를 찾지 못했습니다. 우선, 빛보다 빠르게 이동하는 것은 물리 법칙을 위반하며, 무한한 에너지를 필요로 합니다. 또한, 우주가 공처럼 구성되어 있다는 가정 자체가 아직 확실하게 증명되지 않았습니다. 우주의 정확한 구조와 형태를 알아내는 것은 아직 우리 인류의 과학기술이 도달하지 못한 영역입니다.

 

그러나, 이러한 과학적 한계에도 불구하고 우리의 상상력을 통해 우주의 신비를 탐구하고 이해하는 것은 가치 있는 일입니다. 우리의 지식과 이해가 더욱 발전함에 따라, 우주가 어떻게 구성되어 있는지, 그리고 우리가 그것을 어떻게 탐험할 수 있는지에 대한 답변이 더욱 명확해질 것이라고 기대할 수 있습니다. 우주를 한 바퀴 돌아 다시 지구로 돌아오는 여행은 현재로서는 과학 판타지의 영역일 뿐이지만, 미래에는 이런 상상이 현실이 될 수도 있습니다.

 

모든 이론과 가설을 넘어선 우리의 상상력은, 우리를 알려지지 않은 영역으로 이끕니다. 혹은 우주가 공처럼 구성되어 있다면, 또는 다양한 다른 모양들로 구성되어 있다면, 우리가 이해하는 우주와는 완전히 다른 다양한 가능성들을 열어놓게 됩니다. 이런 가능성들 중에서 우리가 고려해볼 수 있는 것들은 수많은 복잡한 형태의 공간, 다양한 차원의 존재, 그리고 시간과 공간의 변형 등이 있을 것입니다.

 

이 모든 것들은 우리가 이해하는 물리법칙의 한계를 뛰어넘는 개념들일 수 있습니다. 하지만 이것들이 상상의 영역에서 벗어나 실제로 존재한다면, 그것은 우리의 우주에 대한 이해를 완전히 바꾸어 놓을 것입니다.

 

아직은 그러한 현상들을 실제로 경험하거나 증명하기에는 우리의 과학기술이 부족합니다. 하지만 우리는 계속해서 우주의 신비를 탐구하고, 그 해답을 찾기 위해 노력합니다. 우리는 또한, 우주에 대한 이해를 깊게 하기 위해 계속해서 이론을 세우고 실험을 해 나갑니다.

이런 과정에서, 아직은 상상의 영역에 불과한 '우주를 한 바퀴 돌아 다시 지구로 돌아오는 여행'이 실제로 가능하다는 증거를 찾을 수도 있을 것입니다. 또는 우리는 우주에 대한 전혀 새로운 이해를 얻게 될 수도 있습니다.

 

이처럼, 우주에 대한 상상과 탐구는 우리에게 새로운 지식과 이해를 제공하며, 더 나아가 우리의 삶을 풍요롭게 합니다. 우리가 우주를 한 바퀴 돌아 다시 지구로 돌아오는 여행을 상상하면서, 우리는 무한한 가능성을 열어놓고, 그 가능성을 향해 나아가는 여정을 시작하는 것입니다.

 

 

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