시간이 하나의 매끄러운 강물이 아니라 미세한 "물방울"들이 숨겨진 폭포라면 어떨까요? 과학과 추측 소설을 결합한 "시간의 강"은 마라 렌츠 박사가 CERN으로 향하는 여정을 따라갑니다. 그곳에서 크로노스라는 신비로운 프로그램이 우주의 모든 순간이 불가분의 주기로 존재한다는 것을 증명할지도 모릅니다.
강은 꽁꽁 얼어붙어 있었다. 적어도 그렇게 보였다. 유리처럼 투명한 얼음판 아래에서 물은 한 알 한 알, 한 분자씩 앞으로 흘러갔다. 그 하나하나가 미래에서 한순간을 훔쳐 과거로 흘려보냈다. 마라 렌츠 박사 육교 위에 서서 장갑을 낀 손가락으로 난간을 두드리며 심장 박동 하나하나가 그녀의 심장 박동을 울려 퍼뜨렸습니다. 그녀는 정복하겠다고 맹세했다.멀리서 CERN의 거대한 돔이 겨울 햇살 아래 눈 위에 흩어진 시계 톱니바퀴처럼 반짝였다. 오늘은 시간이 죄수인지 간수인지, 강인지 시계인지 결정하겠다고 그녀는 다짐했다.
초대
한 달 전, 소환장은 누렇게 변색된 봉투에 담겨 도착했는데, 그 필체는 모든 물리학자에게 몹시 친숙했다.
마라, 시간의 강이 얼마나 깊은지, 그리고 그것이 물방울로 이루어져 있는지 알고 싶다면 제네바로 오세요.
물론 불가능합니다. 알베르트 아인슈타인이 죽은 지 거의 1세기가 되었다. 그러나 그 고리 모양의 글자는 마지막 E 아래의 장난기 어린 컬까지도 틀림없었다. 그녀는 봉투에서 CERN의 보안 배지와 한 문장짜리 메모가 나올 때까지 장난이라고 생각했다. "크로노스를 찾아라."
Chronos
CERN 리셉션에서 그녀를 만난 남자는 신화 속의 신과는 전혀 다르고, 낡은 청바지를 입은 대학원생과 똑같았습니다.
“나에게 전화해 남자 이름그는 그녀를 땅 밑으로 내려가는 엘리베이터 미로 속으로 안내하며 말했습니다.
"크로노스는 사람이라기보다는 프로그램에 가깝습니다."라고 그는 설명했다. "가장 급진적인 가설을 검증하기 위해 만들어진 일련의 알고리즘이 있는데,시간 자체가 이중적 정체성을 가지고 있다는 것입니다."
“파도 그리고 "입자요?" 마라가 반쯤 놀리듯 물었다.
"그렇지."노아의 눈이 형광등 불빛 속에서 반짝였다. "마치 빛처럼."
그들은 금고 같은 문에 다다랐다. 키패드 위 강철에는 한 줄이 새겨져 있었다. 우리가 인간으로 존재한 이래로, 우리는 시간의 횡포와 은혜에 굴복해 왔습니다.
실내는 시원한 선풍기 소리와 억눌린 흥분으로 가득했다. 벽을 가득 채운 모니터들, 그리고 마라는 자신의 맥박만큼이나 잘 알고 있는 방정식들을 반복해서 보여주는 모니터들—일반 상대성 이론의 매끄러운 곡선은 양자 역학의 톱니 모양의 돌기와 뒤섞여 있습니다.
이중성
Noah는 "1세기 동안 우리는 전자의 경로를 관찰하면 다음과 같이 동작한다는 것을 알고 있었습니다. 점입자. 대신 그것이 퍼지는 것을 지켜보면 그것은 웨이브. 파동-입자 이중성. 우리의 질문은 시간도 같은 역할을 하는지 여부입니다."
"만약 시간은 나눌 수 없는 물방울로 흐른다?” 그녀가 중얼거렸다.
"크로논,” 노아가 말했다. “각각 점프 10⁻⁴³초-그만큼 플랑크 틱. "
출현
- 플랑크 규모에서는 시간은 흐르지 않습니다. 뛰어다닙니다.
- 수조 개의 홉이 모여서 매끄러운 흐름이 생겨납니다. 마치 호수의 표면이 매끈해 보이지만 모든 분자가 떨리는 것과 같습니다.
- 시간의 화살표는 충분한 수의 크로논이 합동으로 클릭할 때만 나타납니다.
피로로 시야가 흐려지자 마라는 그 소리가 들린다고 상상했습니다. 셀 수 없이 많은 미세한 기어가 현실을 앞으로 밀어붙이고 있었습니다.클릭…클릭…클릭…
리프트
하지만 그 이중성은 아무리 우아하더라도 아인슈타인이 물려준 모든 것에 반하는 풀리지 않은 범죄처럼 자리 잡고 있었습니다. 상대성 이론은 연속적인 시공간을 요구했지만, 양자역학은 불연속성을 고집했습니다. 크로노스는 다리를 약속했지만 증거는 제시하지 않았습니다.
"도구,노아는 충혈된 눈을 비비며 신음했다. "두 개의 진드기 사이로 들어갈 만큼 가느다란 기구가 필요해. 물방울 자체를 관찰하려면 말이야."
"또는" 마라가 반박했다. "우리는 찾을 수 있어요. 거시적 세계의 증거는 양자화된 시간만이 남길 수 있는 패턴입니다."
아인슈타인의 유령
그날 밤, 마라는 의문의 봉투를 다시 열었다. 아까 놓쳤던 반투명 종이가 흘러나왔고, 그 안에는 아인슈타인이 휘갈겨 쓴 익숙한 글씨가 적혀 있었다.
"답은 강이나 시계에 있는 것이 아니라, 그것들이 하나라는 믿음에 있다. 입자를 관찰하고, 파동을 보라. 그리고 시선을 돌리면 그것들은 사라져 버릴 것이다."
강과 시계
새벽에 금고로 돌아와 마라는 짐을 싣습니다. 중력파 에코 병합에서 블랙홀. 전통적인 분석은 가정했습니다 연속적인 시간그녀는 크로논 간격으로 데이터를 다시 샘플링했습니다.
다음과 같은 패턴이 나타났습니다. 마이크로 스타카토 멈춤 마치 우주의 문장 속에 숨겨진 쉼표처럼, 파도 속에서 그들은 모든 것을 반복했다. 10⁻⁴³초.
노아는 커피 두 잔을 들고 비틀거리며 들어왔다. 진열대를 보자마자 한 잔이 바닥에 콸콸 쏟아졌다.비말,"라고 그는 속삭였다. "물방울의 강."
수렴
이 소식은 CERN, Caltech, 도쿄, 케이프타운을 거쳐 빠르게 퍼졌습니다. 관측소에서는 알고리즘을 크로논 주기로 다시 조정했습니다. 몇 주 안에 이를 뒷받침하는 신호가 쏟아져 들어왔습니다. 물리학자들이 살펴보는 모든 곳에서 우주는 울부짖는 강 속에 숨겨진 완벽한 시계처럼 똑딱거렸다.
발문
마라는 얼어붙은 육교로 돌아갔다. 그녀의 부츠 아래로는 강물이 여전히 움직이지 않고 거대한 은빛 리본처럼 보였다. 하지만 그녀는 그것이 무엇인지 알고 있었다. 수조 개의 반짝이는 구슬—각각은 분리할 수 없는 존재의 심장 박동입니다.
시간의 폭정은 여전히 남아 있었지만, 그 은혜는 더욱 커졌습니다. 모든 순간은 완벽하고 완전한 보석이었습니다. 그리고 미래는 발견되지 않은 빛나는 똑딱거림의 연속일 뿐이었습니다.
그리고 어딘가에, 아마도 그 물방울 사이의 고요함 속에서, 그녀는 아인슈타인이 웃는 소리를 들은 것 같았다. 강 위에 떨어지는 눈처럼 부드럽게. 그 강은 또한 시계이기도 했다.
배경: 시간은 강이자 시계인가?
시간에 대한 이중 정체성?
시간이 빛의 입자처럼 행동한다면 어떨까요? 물리학의 최전선에서 나온 이 급진적인 새로운 아이디어는 우리의 가장 근본적인 현실은 이중적 정체성을 가지고 있습니다.
시간의 화살의 탄생
입자 집합의 역학은 입자가 많을 때 시간의 화살이라는 방향을 갖게 됩니다. 그런데 단일 입자에는 이 시간의 화살이 없습니다.
폭정과 은총: 시간의 두 얼굴
인간으로 살아온 동안 우리는 시간의 횡포와 은혜에 굴복해 왔습니다. 아인슈타인이 상상했듯이, 시간은 우리 삶의 강처럼 끊임없이 흐르는 강입니다. 중력에 의해 휘어지고 늘어날 수 있는 차원이죠. 또한 시계의 똑딱똑딱 소리처럼, 한 번에 한 초씩 앞으로 나아가는 쉴 새 없이 움직이는 소리이기도 합니다. 하지만 이 두 가지가 모두 사실이라면 어떨까요? 시간 자체가 이중의 삶을 산다면 어떨까요?
퍼즐에 대한 양자적 단서
이론 물리학의 최첨단에서 흥미로운 명제가 형성되고 있습니다. 시간이 단순히 둘 중 하나만 존재하는 것이 아니라 이중적인 속성을 가질 수 있다는 주장입니다. 이는 양자 세계의 기묘하고도 입증된 법칙에서 직접 차용한 아이디어입니다. 아직은 추측에 불과하지만, 이는 과학자들이 우주의 가장 큰 미해결 문제들을 탐구하는 데 강력한 렌즈 역할을 하고 있습니다.
파동-입자 이중성의 교훈
이 개념은 과학에서 가장 유명한 역설 중 하나인 파동-입자 이중성과의 유비에 기반합니다. 한 세기 동안의 실험을 통해 전자나 광자와 같은 존재는 고정관념에 갇히지 않는다는 것이 밝혀졌습니다. 만약 그 경로를 추적하도록 실험을 설계한다면, 그것은 불연속적이고 정확한 입자처럼 행동합니다. 하지만 흐름을 관찰하도록 실험을 설계한다면, 그것은 연속적이고 퍼져 나가는 파동처럼 행동합니다. 그것이 드러내는 본질은 전적으로 측정의 본질에 달려 있습니다.
이 원리를 시간에도 적용하면 물리학의 심오한 갈등을 해결하는 놀랍도록 우아한 방법이 제공됩니다. 이는 시간의 정체성 또한 맥락에 따라 달라진다는 것을 의미합니다.
상대성 이론의 매끄러운 강
아인슈타인의 일반 상대성 이론이 설명하는 떨어지는 사과와 궤도를 도는 행성들의 세계, 즉 우리 인간의 척도에서 시간은 연속파처럼 움직입니다. 시간은 우리 모두가 경험하는 매끄럽게 흐르는 강이며, 휘어지고 휘어져 우리가 중력이라고 부르는 힘을 만들어내는 차원입니다.
플랑크 스케일로 확대
하지만 만약 우리가 불가능할 정도로 작은 플랑크 스케일, 소수점 이하 43이 XNUMX개나 될 정도로 작은 XNUMX초까지 축소할 수 있다면, 우리는 시간의 또 다른 정체성을 볼 수 있을지도 모릅니다. 여기서 시간은 입자처럼 행동할 것입니다. 이러한 관점에서 시간은 흐르는 것이 아니라, 나눌 수 없는 양자화된 도약으로 "똑딱" 앞으로 나아갈 것입니다. 때때로 "크로논"이라고 불리는 이 가상의 시간 방울들이 우주의 근본적인 시계 장치가 될 것입니다.
새로운 시간: 물방울에서 강으로
이것은 단순한 철학적 흥밋거리가 아닙니다. 이 아이디어는 아인슈타인의 상대성 이론과 양자역학을 통합하려는 거대한 탐구의 일부인 '창발적 시간'이라는 주요 이론과 일치합니다. 이 틀은 우리가 인지하는 매끄러운 시간의 강은 전혀 근본적인 것이 아니라고 시사합니다. 오히려 그것은 양자 수준에서 무수히 많은 개별 입자와 같은 틱의 집합적 행동에서 *창발*합니다. 마치 호수의 매끄러운 액체 표면이 수조 개의 개별 H₂O 분자들의 혼돈스러운 상호작용에서 나타나는 것과 같습니다.
하나의 현실, 두 가지 모습
이러한 관점에서 보면 역설은 존재하지 않습니다. 시간의 "입자"적 속성은 시간의 진정한 본질이며, "파동"적 속성은 우리가 거시적인 차원에서 인지하는 것입니다. 이는 개별 픽셀을 보느냐, 아니면 전체 화면을 보느냐에 따라 다르게 나타나는 하나의 현실일 뿐입니다.
모든 것의 이론에 대한 로드맵
우리는 아직 그렇게 미세한 규모에서 현실을 탐구하여 어떤 방식으로든 증명할 도구를 가지고 있지 않습니다. 하지만 이 명제는 앞으로 나아갈 수 있는 감질나는 길을 제시합니다. 우리 경험의 구조 자체에 의문을 제기함으로써 과학자들은 궁극적인 퍼즐, 즉 모든 것에 대한 단일하고 통합된 이론을 만들어내는 직전에 있을지도 모릅니다. 그 답은 처음부터 뻔히 보이는 곳에 숨겨져 있었을지도 모릅니다. 강이나 시계 속이 아니라, 그 둘이 하나라는 심오한 가능성 속에 말입니다.
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