시간결정 물질 타임 크리스탈이란 무엇일까
주제를 결정하고 글을 준비하다가 ‘하 왜 이런 주제를 골랐을까’ 라는 후회가 드는 경우가 있습니다.
예전에 힉스입자가 그랬고, 양자역학, 그리고 양자 컴퓨터 관련 포스팅이 그랬습니다.
첨단, 그것도 세계 유수의 박사들이 발표하는 첨단 과학 분야인데요. 이들 주제는 애당초, 배경지식이 전혀 없는 ‘저 같은 사람’이 이해할 수 있도록 쓰는 것 자체가 불가능에 가깝습니다.
괜히 궁금해서 건드렸다가 정말이지 머리가 쪼개지는 줄 알았어요, -_-;;;;
오늘도 이 주제를 왜 골랐을까 후회하면서 정리하고 있습니다. 바로 얼마 전 존재가 확인된 ‘타임 크리스탈 (크리스털)’ 우리말로 ‘시간결정’에 대한 내용입니다.
일단 시작은 이렇습니다.
야호 여러분. 하버드와 MIT에서 타임 크리스털이라는 시공간 물질을 발견했어요. 4차원 세계에 오신걸 환영합니다.
타임 크리스탈이라고? 시공간이라니 뭔가 타임머신이 생각나네. 그게 도대체 뭐지?
기사를 열심히 뒤져봤더니 다 추상적인 내용입니다. 타임크리스탈의 등장으로 공간이 아닌 시간상에서도 ‘자발적 대칭 붕괴’ 현상이 확인 되었다고 전하고 있습니다.
휴..... 이건 또 뭔 외계언가요. 정녕 이해하기 쉽게 된 내용은 없는 건가요. 한숨을 쉬면서 각종 영문 국문 자료를 찾아봤지요.
우선 대칭성이 깨어진다는 소리가 뭔지 확인했는데요. 아래 기사가 가장 쉽게 설명하고 있었습니다.
눈송이의 결정의 성장이 대표적인 예로, 자연에서 어떻게 대칭성이 깨어지는지를 다소 쉽게 풀어 놓았지요.
공기 중에 ‘균일하게’ 분포 되어있던 물 분자가, 눈 결정이 되면서 공간적으로 ‘균일하지’ 않은 특별한 형상을 이루게 됩니다.
만약 대칭성이 유지 된다면 눈 결정은 완벽한 동그란 형상이 되어야 합니다. 하지만 실제로는 그렇지 않습니다. 특별한 모양의 눈 결정이 여러 가지 형상으로 만들어집니다.
자연에서 발견되는 자발적 대칭 붕괴의 한 예라고 합니다.
그럼 대충 짐작이 가는군요. ‘시간상 자발적 대칭 붕괴 현상’은 즉, 일정하게 흘러야 하는 시간이 일정하지 않게 흘렀다는 이야기입니다.
타임 크리스털이라는 제 4의 결정이 생길 때, 일정한 속도가 아니라 들쭉날쭉 다른 속도로 결정이 생성되었다는 소리입니다. 대칭적으로 흘러야 하는 시간이 ‘붕괴’된 것이죠.
다른 말로는, 타임 크리스탈이라는 결정이 만들어질 때, 일정한 시간 아닌 상황에 따라 빨라지거나 느려지는 ‘가변적인 시간’이 적용 되었다고 해석 할 수 있습니다.
그리고 이게 무작정 다르게 나오지 않고 특별한 (시간)패턴으로 반복적으로 나옴이 확인 되었습니다. 크리스탈, 결정이라는 용어가 사용되는 이유이지요.
실제 시험에서는 다이아몬드 결정에 레이저를 쏘아 변화를 관찰했다고 나와 있어요.
원자핵 내의 각각의 쿼크가 여러 스핀 상태로, (시간)패턴을 가지고 정렬되었다고 합니다. 짧은 순간 동안 유지되고, 다시 원래 결정으로 돌아왔다고 하지요.
......에너지를 가했더니 물질의 상태가 변하고, 시간도 변했다 라니요.
이건 어디서 많이 들어본 소리입니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론인 쌍둥이 패러독스와 동일합니다.
뭔가 있어 보이는데, 그냥 영화 인터스텔라를 떠올리시면 됩니다.
우주선에서의 1시간이 지구에서의 10년 으로 치환된 장면이 나오지요. 관측자의 위치에 따라 각각 다른 시간이 흐를 수 있습니다.
이게 거시세계에서는 일찌감치 증명되었는데, 이번 타임 크리스탈의 관측으로 미시세계에서도 동일한 규칙이 적용됨이 증명된 것이었습니다!
굳이 사람을 우주선에 태워 광속으로 쏘아 보내지 않더라도, 지구상의 일부 사물은 서로 다른 시간에서 살고 있음이 확인되었습니다!
글쎄요. 사실 타임 크리스털 이론은 이미 2012년 양자역학의 대가 프랭크 윌첵에 의해 제기된 이론입니다. 이번에 화제가 된 건, 실제 존재가 증명되었기 때문이지요.
제 글에서는 쉽게 정리하느라고, 대충 건너뛴 부분도 있고, 100% 설명되지 않은 부분도 있습니다.
예를 들어 위의 설명을 다르게 적용하면, ‘외부 계에서 별도 에너지가 가해지지 않더라도, 시간에 따라 저절로 상태가 바뀌는 제4의 결정상태를 발견 했다.’ 라고도 말할 수 있는데요.
에너지를 가하지도 않았는데, 시간이 가해져서(?) 물질의 상태가 변했다. 라니요. 시간을 제 4의 무언가로 받아 들여야 한다는 압박이 있고, 직관적이지 않아 이해가 쉽지 않습니다
하지만 분명한 건, 더 이상 시간이 절대적인 기준이 아니라는 겁니다. 물질을 구성하는 원자, 원자핵의 내부 조차, 상 변환 중 시간이 변화하는 현상이 관찰되었습니다.
우리가 알고 있는 시간은 더 이상 일정하게 미래로 흘러가는 ‘그’ 시간이 아닙니다. 더 과학이 발전하면 과거로 흐르는 시간 물질(?)을 발견할 수 있을 겁니다.
중독성이 높은 악마의 게임을 할 때, 두 세시간이 훌쩍 지나간 게, 단순히 뇌의 착각이 아니라 실제 시간이 빨리 흘러간 현상 일 수도 있겠다는 생각이 듭니다.
어쩌면 우리는 이미 미래로 가는 타임머신을 체험 했었을런지도 모르겠어요.
* 같이 읽어 보면 좋은 이전 포스팅
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