[자작유머] 초광속 시스템(FTL system)에 대해서 알아보자 +40 [8]

초광속 시스템은 무엇이냐?

말 그대로 광속(빛의 속도)보다 빠르게 이동하는 것을 뜻합니다

그럼 이만

은 아니고 오늘은 광속 / 초광속과 초광속을 열망하는 이유 / 마지막으로 초광속과 타임머신

초광속이 결국 불가능한 꿈의 영역인 이유를 말씀드리겠습니다

(※작성자 수능 물리영역 8등급 수리영역 풀지 않음 경력 보유)

(이 노래를 들으시면서 보시면 더 좋아요)

1. 광속

광속은 얼마나 빠를까요?

광속은 299,792,458 m/s라고 합니다 이를 쉽게 표현하면 1초에 지구 7바퀴를 돌고도 절반을 더 돌 수 있어요

총알보다 빠르다는 국제 우주 정거장 (ISS)가 하루에 지구 15바퀴하고도 반을 돈다고 하니 ISS는 광속의 

0.00255% 정도의 속도가 되겠네요

이제 광속이 얼마나 빠른지 대충 가늠이 오죠?

광속의 10% 속도만 내더라도 10초에 지구 7바퀴 하고도 반을 돌 수 있고 지구에서 달까지는 13초정도면 도달할 수 있어요

(참고로 우리가 아는 1m는 빛이 299,792,458분의 1초동안 이동한 거리입니다)

광속의 10%만 해도 이렇게 빠른데 왜 사람들은 광속보다도 빠른 초광속에 열망할까요?

사람의 욕심이 끝이 없기 때문일까요?

(스타워즈 팬들이 꼽은 시리즈 중 최고의 명장면)

(정말 멋있네요)

 

sf영화를 보면 꼭 한 번쯤은 보게되는 장치가 바로 초광속 여행장치죠?

말 그대로 빛의 속도보다 빠르게 이동한다는 겁니다

1문단에서 알 수 있듯이 광속은 이미 빠르고 인류가 만든 가장 빠른 물체도 광속의 0.1%도 도달할 수 없는데 왜 그보다도 빠른

초광속에 대해서 사람들이 그토록 열망할까요?

그것은 우주의 광할한 크기에 있습니다

우리 태양에서 가장 가까운 또다른 항성인 프록시마에 가려면 빛의 속도로도 4년이 넘게 소요된다고 합니다

가장 가까운 별까지 가는데 4년이면 조금 먼 곳까지 가면 얼마나 걸릴까요?

당장 우리 은하만 해도 빛의 속도로 8만 7천년정도는 가야 횡단할 수 있다고 합니다

인간의 수명이 100년 과학이 발전하여 1000년이 된다고 해도 88세대가 번성해야 겨우 도달할 수 있는 거리가 되는겁니다

마치 우주가 인간이 태양계 내에서만 머물도록 강제하는 느낌마저 들지 않나요?

이토록 광할한 크기 때문에 사람들은 빛보다 빠른 초광속(FTL)에 대해 열망하는 것입니다

(영화 백 투 더 퓨처에서 인과율 위배로 인해 자신의 존재가 사라져가는 모습)

하지만 초광속이라는 개념에는 근본적인 결함을 가지고 있습니다

바로 상대성이론에 의하자면 속도가 빠를수록 시공간 느려지고 수축되며

광속에 도달하는 때가 시간은 완전 정지 공간은 완전수축하게 되는 때다

만약 광속을 초과한다면?

시간은 역행하게 되고 공간은 -로 팽창?

(상대성 이론에 의한 시공간 변화에 대한 설명은 많은 유튜버분들이 쉽고 고퀄리티로 만들었으니 해당 내용을

참조하시는게 우리 모두에게 이롭습니다)

공간을 떠나서 시간이 역행하게 된다면 이는 곧 인과율을 위반하게 된다는 치명적인 오류가 도출되죠

인과율은 무엇이냐? 모든것은 원인이 먼저 일어나고 결과가 나중에 일어난다는 뜻입니다

밥을 먹었기 떄문에 똥을 싼다는거죠

실로 당연하죠? 밥이 똥으로 바뀐건데 똥이 먼저일 수는 없잖아요 그렇죠?

       (흥 나다 나는 지존이며)

     (너는 아무것도 할 수 없다)

     (-알버트 아인슈타인 유언-)아님

그렇다면 이제 여기서부터 아래와 같은 말들이 나오기 시작합니다 제가 이 글을 쓰기로 결심한 이유이기도 하죠

"아인슈타인 상대성 이론이 문제라면 아광속 속도로 초광속 이동하면 되는거 아님!?문제 해결 E.N.D"

하나는 웜홀이고요

하나가 알큐비에레 드라이브 또는 워프 도약 시공간 발도술입니다

이 두 가지가 대표적으로 아광속(STL)로 이동하는 초광속(FTL) 이동 시스템입니다

여러분들도 분명 영화나 유튜브에서 많이들 보셨을 겁니다 공통된 특징이 이동하는 질량(우주선)은 가만히 있거나 아광속으로 이동하지만

질량이 없는 시공간을 유린해서 초광속의 이동효과를 볼 수 있는 상대성 이론도 만족시키는 차세대 이동 수단이라고요

분명 많은 영화나 유튜브에서 이러한 내용 설명을 통해 과학적으로 용납되는 방식이라고 시청자들을 납득시킵니다

그런데 이것은 틀렸습니다

아인슈타인의 '상대성 이론'의 부모님격이 될 수 있는 갈릴레오 갈릴레이의 '상대성 원리' 에서는 한가지 절대 법칙이 있습니다

그것은 모든 좌표계에서 물리 법칙은 동일하게 작동이 된다는 것입니다 그리고 이것은 상대성 이론에도 그대로 적용되죠

내가 다른 곳에 있더라도 다른 속도로 가더라도 다른 시간으로 흘러가도 같은 우주에 있는 한 모두 똑같은 물리법칙이 적용된다는 것이죠

갑자기 어느 하나의 조건이 바뀌었다고 해서 물리법칙이 다르게 흘러갈 수는 없다는 것입니다

여기서! 혹시 생길 수 있는 오해를 바로 잡겠습니다

속도가 빠를 수록 시공간이 달라지는데 그럼 물리법칙이 다르게 흐르는 것 아닌가요?

  ㄴ아닙니다 속도에 따른 시공간이 변화한다는 상대성 이론에 의거한 물리가 똑같이 적용되어 효과를 보고 있습니다

블랙홀 같은 극한의 환경에서는 물리 법칙이 다를 수 있지 않나요? 아니더라도 가보지도 않았는데 어떻게 아나요?

 ㄴ블랙홀 안의 물리가 어떻게 변할지 모르지만 A블랙홀에 들어가나 B 블랙홀에 들어가나 같은 조건이라면 같은 물리법칙을 나타낼 것입니다

    그럴 확률이 높습니다 (블랙홀은 저도 안가봐서 사실 잘 모르겠습니다)

양자역학처럼 중첩되거나 확률에 의거한 것은 다른 물리법칙이 적용되고 있는 것 아닌가요?

 ㄴ양자역학은 이상하다는 동일한 법칙이 적용되고 있습니다

쟤는 많이 먹고 날씬하고 저는 물만 먹는데 왜 뚱뚱한가요?

 ㄴ물 말고도 다른 걸 많이 먹어서 그렇습니다

다시 본론으로 돌아와 결국 중요한 것은 우리가 동일한 우주에 있다면 모두가 동일한 물리효과를 받아야만 한다는 것입니다

초광속으로 이동하고 그것이 물리적으로 허용된다면 다른 시공간 계에서 봐도 모두가 납득할 수 있어야 한다는 뜻입니다

여기 우리가 흔히 알 수 있는 3차원(X,Y,Z) 그래프가 있습니다 우리는 3차원에 모든 표시를 이 좌표계에 입력시킬 수 있죠

하지만 우리가 사는 현실은 사실 3차원이 아닌 4차원(X,Y,Z,T시간)입니다

시간과 공간은 별개로 구분할 수 없는 하나라고 하니 시공간이 되겠죠

리얼충들의 세상.. 리얼충들의 그래프.. 딱 봐도 별로죠?

다만 4차원 그래프는 너무 복잡하고 어려우니 이것을 강제로 2차원까지 끌어내려(모에화) 보도록 하겠습니다 (과학을 존중하면서요)

역시 세상은 2D가..

(민코프스키 다이어그램)

(a.k.a 4차원의 모에화)

그래프가 매우 간결해졌죠? 그럼에도 이 그래프는 4차원 그래프와 전혀 다르지 않습니다 다만 우리가 하나의 가정을 하는 겁니다

3차원(X,Y,Z축) 이동을 할 수 있지만 우리는 X축으로만 이동하기로 합의한다!

그렇다면 Y,Z축의 이동량은 변화가 없으니 생략이 가능하면서도 3차원에서 충분히 가능한 이동방법이죠?

여기에 T(시간)축을 넣어 완벽한 4차원 그래프를 알기 쉽게 표현했습니다 2차원으로요!

(중간의 노란선은 광속을 나타냅니다 / ct는 광속에 시간을 곱한 값으로 공간축과의 단위를 일치시키기 위함입니다 편의상 time으로 하겠습니다)

이제 이 그래프로 가상의 우주를 그려보겠습니다

개노답 우주에 세 개의 행성이 존재하고 있습니다 각각 바큠 지구 섹터입니다

그러던 어느 날 바큠 행성에서 혐짤 사건이 터지고 바큠행성은 혐짤을 지구에 광속의 속도로 버립니다

전달된 혐짤을 본 지구는 아름다운 마음으로 그 즉시 섹터에 버리게 됩니다

이 때 바큠의 시간계에서 살펴본 사건의 흐름은 인과율을 위반하지 않습니다

바큠이 혐짤을 지구로 뿌리고(원인) 지구가 혐짤을 받고(결과)지구가 섹터로 혐짤을 뿌리고(원인2) 섹터는 혐짤을 받게되죠(결과2)

마찬가지로 지구의 시간계나 섹터의 시간계에서도 정보전달이 광속으로 될 때 인과율을 위반하지 않습니다

"그렇담 여기에 초광속(FTL) 정보 셔틀러가 등장하면 어떻게 될까!?"

(지구에 사는 다수의 행성 네임드 정보셔틀 '기부니' 유저는 알큐비에레 드라이브를 통해 초광속으로 자료셔틀을 한다고 합니다)

(만약 이 유저가 개입하게 되면 이 사건은 어떻게 흘러갈까요?)

짜잔~ 초광속 셔틀러 기부니 유저로 인해 섹터는 광속보다 빠르게 정보전달을 받았습니다

그리고 불쌍하게도 뒤늦게 광속을 타고 온 혐짤을 다시 보게 되는군요

그렇담 인과율 위반은 일어났을까요?

어라? 사건이 추가된 것은 있어도 시간을 역행하는 등의 인과율 위배는 바큠의 시간선에서는 보이지 않네요

바큠이 혐짤을 지구로 뿌리고(원인1) 지구가 혐짤을 받고(결과1)지구가 섹터로 혐짤을 뿌리고(원인2) 지구에 사는 기부니가 알큐비에레 드라이브로

초광속으로 섹터에 혐짤을 전송하고(원인3) 섹터는 시간차를 두고 혐짤을 2장 받게되죠(결과2,3)

하지만 과연 지구와 섹터의 시간계에서도 바큠과 동일한 결과값을 얻을까요?

<지구의 시간선>

<섹터의 시간선>

"네 지구와 섹터 시간선에서 살펴보아도 원인이 결과를 만들어냈습니다 따라서 인과율 위반은 없었고

초광속 여행은 과학적으로 가능합니다 제가 증명했습니다 

완完

<다수의 물리학도들>

"STL을 넣어보시죠"

많은 유저들의 반발로 인해 빛보다 느린 아광속STL 시스템을 넣어보도록 하겠습니다

여기 광속보다 느린 속도로 움직이는 신입 정보셔틀유저 스무디해 가 있습니다

"열정과 패기로 뭉친 신입 셔틀 스무디해 입니다!"

스무디해 유저는 아직 실력이 낮아서 정보의 캐치는 빨라도 정보의 전달속도는 광속보다 느린 친구입니다

이 친구도 바큠에서 시작된 혐짤 사건에 있었고 그 정보를 섹터로 나르고 있었죠!

스무디해는 네임드 셔틀러 기부니의 광속보다 늦었지만 어쨌든 정보 전달에 성공했으니 조아쓰~!

다만 한가지 중요한 부분 여기서 스무디해의 공간 좌표계는 수정되어야 합니다

그래프가 복잡해져서 글씨를 대부분 지웠습니다

하지만 혐짤은 냅뒀습니다 어려운 선택이었습니다.

스무디해의 수축된 공간좌표계(초록색)가 보이십니까?

비약적이지만 바큠 지구 섹터는 이동하지 않는 상태이기 때문에 시공간(X축{가로}과 CT{세로}축)의 수축이 발생하지 않았고

기부니는 초광속이였기 때문에 별개로 논외

하지만 스무디해는 아광속으로 이동했기 때문에 속도만큼 공간(가로)과 시간(세로)이 수축했다고 보시면 됩니다

애초에 시공간은 별개로 구별할 수 없기 때문에 시공간이라고 윗문단에서 말씀드렸죠?

그냥 마음으로 받아들이시면 됩니다 가로축이 쭈그라든 만큼 세로축도 쭈그라든다 반대의 경우도 마찬가지

그래도 철저한 이과의 감성으로 이해할 수 없겠다 라고 하신다면..

$x^{\prime }=\frac{x?vt}{\sqrt{1?\frac{v^2}{c^2}}}$

$$
$t^{\prime }=\frac{t?\frac{v}{c^2}x}{\sqrt{1?\frac{v^2}{c^2}}}$

이 공식을 이용하시면 됩니다 (X공간 T시간 V속도 C광속)

자 그렇다면 스무디해의 시공간 좌표계에서는 과연 어떻게 될까요? 

??

2번째 사진.. 뭔가 이상하지 않나요??

개씹~! 바큠과 지구가 섹터에 혐짤을 또...?? 뭐지??

드디어 발생했습니다 인과율 위반 결과가 원인보다 먼저 발생하게 되어버리는 현상.. 엘 프사이 콩그루..

그렇습니다 바큠 지구 섹터의 시공간 계에서는 전혀 문제가 없어 보였던 기부니의 알큐드라이브 시공간 발도술이

스무디해의 시공간 계에서는 섹터가 기부니로부터 혐짤을 받게되고(결과3) 바큠이 지구로 혐짤을 보내며(원인1) 지구가 혐짤을 받습니다(결과1)

지구(원인2)와 기부니(원인3)와 스무디해(원인4)가 섹터로 혐짤을 보냅니다(원인2,3,4) 

그리고 섹터가 혐짤을 2장 더 받게되죠(결과 2,4)

인과율이 역전되어버렸습니다 이 상황은 우주를 파괴하기에 적합합니다

모든 구조가 모순되어버리죠

기부니 그는 이제 일개 셔틀이 아닌 이 우주의 모순점이 되어버렸습니다

그렇다면 더욱 극단적으로 해당지역을 떠나서 그 즉시 다른 곳으로 순간이동해버린다면 어떨까요?

일명 초강력 웜홀입니다

그렇다고 해서 문제가 해결되지 않았습니다 남보다 빠르게 자료를 퍼나르겠다는 기부니의 욕심으로 인해 이 우주는 모순점이

발생했고 곧 파괴되고 말 것입니다

그렇다면 이 사태를 슈퍼 미군맨들이 미리 예측해서 우주의 파괴를 막기 위해 STL로 FTL의 정보를 가로챈 뒤 FTL을 통해서 다시 지구로

보내면 어떨까요? 내용은 이렇습니다

"여기는 슈퍼미군맨 기부니를 막고 FTL 정보를 가로채는데 성공

이제 빼앗은 FTL을 이용해 다시 지구로 되돌아감!"

그렇게 초강력 웜홀을 통해 즉시 지구로 복귀한 슈퍼미군맨은 경악하게 됩니다 눈 앞에는..

(지구에 사는 다수의 커뮤니티 네임드 정보셔틀 '기부니' 유저는 알큐비에레 드라이브를 통해 초광속으로 자료셔틀을 한다고 합니다)

(만약 이 유저가 개입하게 되면 이 사건은 어떻게 흘러갈까요?)

자신들의 손으로 막았던(해치웠던) 기부니가 퍼다나를 자료들을 찾고 있는 것을 보았기 때문이죠

그렇습니다 슈퍼미군맨은 과거(기부니가 혐짤을 받고 FTL을 통해 정보전달을 하기 전)로 돌아온 것이죠

PTSD가 온 한 팀원이 기부니를 향해 방아쇠를 당겼고 그 누구도 이를 막을 수 없었습니다

탕-!

한 발의 총성 후 고요한 떨림이 느껴져 왔습니다

이는 공포에 의한 떨림이 아닌 우주가 갈라지고 찢어지기 시작하는 시공간의 분열이였습니다

슈퍼미군맨들의 손에는 FTL이 들려져 있습니다 기부니를 처치(결과2)하고 그가 사용했던 그 FTL이죠

하지만 슈퍼 미군맨이 도착했던 곳에는 FTL을 사용하기 전의 기부니(원인1)가 있습니다

자신들의 손으로 더 큰 재앙의 씨앗을 뿌리 뽑기위해 FTL을 사용하기 전 기부니(원인1)를 사살했습니다(결과1)

그렇담 FTL을 사용한 기부니(원인2)는 무슨 존재였던걸까요?

어쩌면 태양계가 인류의 감옥일 수도 있습니다.

한줄요약

초광속 이동은 불가하다(웜홀 알큐비에레 시공간발도술 등등 시공간을 만지는 행위 포함)

다음번에는 제가 개발하고 있는 액체로켓 Mk.2로 찾아뵙겠습니다. (많관부)