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『시간은 흐르지 않는다』 /202411 / 남동완

절대적인 시간을 상실

시간은 흐르지 않는다. 이 말은 직관적으로 받아들이기 어렵다. 시간은 언제나 흐른다고 믿어왔다. 동이 트고 밤이 되는 하루의 순환, 계절의 변화, 우리의 성장과 노화까지 모든 것은 시간의 흐름 속에서 이루어진다고 생각한다. 시간은 보편적이고 절대적인 배경으로, 이 모든 변화를 관통하는 기본적인 틀이라고 여겨진다. 그러나 로벨리는 이 익숙한 믿음에 날카롭게 도전한다. 그의 주장에 따르면 시간은 흐르지 않으며, 우리가 생각하는 방식대로 실재하지도 않는다.

그가 던지는 첫 번째 의문은 ‘시간이 정말로 변화의 원인인가?’라는 것이다. 우리는 시간이라는 배경 속에서 변화가 일어난다고 믿는다. 시간 속에서 꽃이 피고, 별이 움직이며, 역사가 전개된다고 여긴다. 그러나 로벨리는 시간과 변화를 거꾸로 보라고 말한다. 변화가 시간의 원인이며, 시간은 변화 속에서 특정한 방식으로 포착된 결과물에 불과하다는 것이다. 이는 단순한 철학적 주장에 그치지 않는다. 양자역학과 상대성이론, 그리고 현대 물리학의 최신 발견에 기반을 둔 그의 논리는 우리의 사고방식을 근본적으로 흔든다.

시간의 본질을 이해하기 위해 로벨리는 우주의 가장 근본적인 상태를 ‘떨림’으로 설명한다. 떨림이란 입자, 물질, 심지어 우리가 인식하는 모든 사물이 끊임없이 요동하고 있는 상태를 뜻한다. 중요한 점은 이 떨림이 고정되지 않고 비결정적이라는 것이다. 로벨리는 이를 ‘비결정성’이라 부르며, 이는 사물이 아직 확정되지 않은 가능성의 상태를 의미한다.

떨림은 고정된 형태가 아니다. 그것은 끊임없이 흔들리고, 요동치며, 특정한 방향성을 갖지 않는다. 이 상태에서 우리가 떨림의 한 순간을 포착하고, 그것을 고정시킬 때 비로소 ‘존재’라는 이름이 부여된다. 예를 들어, 전자라는 입자는 기본적으로 떨리고 있지만, 우리가 특정 방식으로 측정하거나 관찰할 때 비로소 위치나 운동량이 결정된다. 그러나 로벨리는 경고한다. 우리가 존재라고 부르는 모든 것은 이 떨림을 포착한 결과일 뿐, 근본적인 실체가 아니다. 존재는 떨림의 결과이지, 그 근원은 떨림 자체에 있다.

우리는 흔히 사물이 먼저 존재하고, 그것이 떨린다고 생각한다. 그러나 로벨리는 이 순서를 완전히 뒤집는다. 떨림이 먼저이며, 사물은 그 떨림 속에서 형성된 사건에 불과하다. 즉, 사물이라는 고정된 실체는 존재하지 않으며, 사건이라는 움직임과 상호작용이 우선한다. 이러한 관점에서 우주의 본질은 사물이 아니라 사건이다. 사건은 떨림과 요동 속에서 발생하며, 우리가 그것을 관찰하고 포착하여 고정된 형태로 인식할 때 사물로 나타난다.

로벨리는 이러한 개념을 통해 시간의 개념 또한 다시 정의한다. 시간이란 변화의 틀 속에서 특정한 질서를 부여한 결과일 뿐이다. 시간은 사건의 산물이자, 우리의 관점 속에서 형성된 것이다.

로벨리는 우리가 절대적인 시간을 상실했다고 말한다. 그는 시간을 잃는다는 것을 다섯 가지 측면에서 설명한다.

첫째, 유일성의 상실이다. 절대적이고 단일한 시간은 존재하지 않는다.

둘째, 방향성의 상실이다. 시간은 항상 과거에서 미래로 흐른다는 우리의 믿음이 허구임을 드러낸다.

셋째, 현재성의 상실이다. 지금이라는 순간은 특정한 계열 속에서 구성된 결과일 뿐이다.

넷째, 독립성의 상실이다. 시간은 독립적으로 존재하는 것이 아니라, 변화와 관계 속에서 정의된다.

다섯째, 연속성의 상실이다. 시간은 선형적으로 끊임없이 이어지는 구조가 아니라, 본질적으로 단절적이고 복합적인 구조를 가진다.

우리는 흔히 시간을 잃는다는 말을 듣고 정지된 상태, 변화가 멈춘 상태를 상상한다. 그러나 로벨리는 정반대의 주장을 펼친다. 시간의 상실은 변화의 소멸을 뜻하지 않는다. 오히려, 우리가 변화를 단일한 시간의 흐름으로 이해하는 방식을 내려놓는 것을 의미한다. 시간은 흐르지 않는다. 시간은 변화를 담는 그릇이 아니라, 변화의 특정한 측면을 포착하고 그것에 질서를 부여한 결과물이다.

로벨리는 시간의 본질을 이해하기 위해 원뿔 구조를 제시한다. 현재라는 것은 원뿔의 꼭짓점에 해당하며, 과거와 미래는 원뿔의 확장된 부분에 위치한다. 중요한 점은 과거와 미래가 단일한 선형적 구조로 연결되지 않는다는 것이다. 우리는 이 복잡한 변화의 망 속에서 특정한 계열을 선택하고 이를 ‘나의 시간’ 혹은 ‘역사’로 정의한다. 그러나 이 모든 것은 우주의 거대한 변화 속에서 부분적으로 선택된 질서일 뿐이다.

우리가 선택한 계열은 객관적이고 보편적인 것이 아니라, 특정한 관점에 따라 형성된 것이다. 로벨리는 이를 ‘관점’이라는 개념으로 설명한다. 관점이란 전체 우주에서 우리가 선택한 특정한 부분적 질서를 뜻한다. 시간은 관점 속에서 형성된 것이며, 우리의 사고방식과 관찰 방식에 따라 달라진다.

로벨리의 논의는 루프 양자 중력 이론으로 이어진다. 이 이론은 시간의 독립적 존재를 부정하며, 시간은 관계의 동역학 속에서만 나타난다고 주장한다. 관계의 동역학은 변화의 근본적 원리로, 이 속에서 특정한 질서가 형성될 때 우리는 그것을 시간이라 부른다.

즉, 시간은 사건과 관계의 산물이다. 변화는 항상 존재하며, 시간은 변화의 특정한 양상에 불과하다. 로벨리는 시간이라는 개념을 버림으로써, 우리는 더 복합적이고 풍부한 세계를 마주할 수 있다고 말한다.

시간, 관계의 산물

우리는 흔히 세상의 변화를 고정된 틀 안에서 이해하려 한다. 시간은 시계가 만들어내는 선형적인 흐름이며, 공간은 고정된 배경처럼 느껴진다. 그러나 세상의 본질은 우리가 바라보는 것보다 훨씬 더 유동적이고, 역동적이다. 운동이란 단순히 위치가 바뀌는 일이 아니다. 그것은 관계 속에서 끊임없이 일어나는 상호작용이며, 시간이라는 개념도 바로 이 상호작용 속에서 태어난다.

루프 양자 중력이론은 이러한 세계의 본질을 탐구한다. 이 이론에서 공간과 시간은 독립적인 실체가 아니다. 공간은 "노드"라는 점들로 표현되고, 이 점들 사이를 연결하는 "링크"는 관계를 나타낸다. 흥미로운 점은 이 노드와 링크가 정지된 상태로 존재하지 않는다는 것이다. 노드들은 끊임없이 결합하고 분리되며, 링크 역시 이 운동 속에서 생성되고 사라진다.

여기서 중요한 개념은 '관계의 운동성'이다. 노드와 링크는 단순히 존재하는 것이 아니라 끊임없이 움직이며 상호작용한다. 이 상호작용의 과정에서 시간은 모습을 드러낸다. 시간은 독립적으로 흘러가는 것이 아니라, 관계의 변화가 만들어내는 과정 그 자체다. 이를 루프 양자 중력에서는 스핀 네트워크로 시각화한다.

스핀 네트워크를 떠올려 보자. 이는 점과 선으로 이루어진 그림이지만, 고정된 이미지를 떠올리면 곤란하다. 노드들은 끊임없이 연결되고 분리되며, 마치 우주의 작은 춤사위처럼 역동적이다. 이 과정에서 중요한 것은 ‘결합과 분리’이다. 노드들이 만나고 헤어지는 과정이 바로 시간성을 만들어내는 기반이 된다.

이 과정을 3차원적으로 상상해 보자. 우리가 일반적으로 보는 그림은 2차원 평면 위에 그려진 것이다. 하지만 이 스핀 네트워크는 실제로는 입체적으로 이루어져 있다. 노드들이 결합하고 분리되는 과정에서 삼각뿔 같은 구조들이 나타나며, 이것이 시간의 흐름을 시각적으로 나타낸다. 이를 원뿔 형태로 표현하면, 노드들이 만났다 헤어지면서 새로운 원뿔들이 생기고 사라지는 모습을 그려볼 수 있다.

여기서 우리는 운동이라는 개념을 다시 생각해볼 필요가 있다. 일반적으로 우리는 운동을 위치 변화로 이해한다. 예를 들어, 당구대를 상상해 보자. 흰 공과 빨간 공이 부딪히고 흩어지는 모습을 우리는 흔히 위치의 이동으로만 본다. 하지만 루프 양자 중력의 시각에서는 이 공들이 서로 만나기 전까지 겪는 과정에 주목한다. 흰 공은 빨간 공이 다가올 때까지 그 자리에서 단순히 머무르는 것이 아니라, 그 만남을 기다리며 고유한 과정을 겪는다.

이처럼 운동은 단순히 ‘위치의 변화’로 정의될 수 없다. 그것은 관계 속에서 발생하는 과정이며, 공들 사이의 상호작용이 만들어내는 변화다. 노드들이 끊임없이 결합하고 분리되며 새로운 관계를 만들어내는 것처럼, 공들도 그 존재 자체로 상대적인 관계를 형성한다.

결국, 시간은 이러한 관계적 운동에서 탄생한다. 노드들 사이의 끊임없는 상호작용과 관계의 변화가 시간성을 출현시키는 모태가 된다. 시간은 시계 바늘이 가리키는 숫자도, 정해진 흐름도 아니다. 그것은 관계 속에서 형성되는 역동적인 과정이다.

루프 양자 중력의 세계에서 우리가 배울 수 있는 것은 단순히 물리학의 새로운 이론이 아니다. 이 이론은 우리가 세상을 바라보는 방식을 근본적으로 바꾼다. 세상은 고정된 실체가 아니라 끊임없이 변화하는 관계적 네트워크다. 보이는 것은 실제가 아니며, 우리가 시간이라 부르는 것도 결국 이 변화 속에서 빚어진 결과일 뿐이다.

시간은 사건과 과정의 상호작용

우리의 일상에서 시간은 늘 그저 '흐르는 것'으로 여겨진다. 그러나 양자 중력 이론에서 시간은 그렇게 단순하지 않다. 시간은 어떤 독립적인 틀이 아니라 사건들 간의 관계 속에서만 드러난다. 이를 이해하려면 공이 부딪히는 단순한 예부터 시작해볼 수 있다.

하얀 공과 빨간 공이 있다고 가정하자. 하얀 공은 가만히 있고 빨간 공은 점차 다가온다. 처음엔 공들이 떨어져 있다. 시간이 흐르며 빨간 공은 하얀 공에 다가가 충돌하고, 그 순간 둘은 각각 다른 방향으로 나아간다. 흥미로운 점은 여기서 시간이라는 것이 공들의 움직임 속에서 드러난다는 것이다. 빨간 공이 다가오는 과정, 부딪히는 순간, 그리고 이후의 움직임, 이 모든 '스냅사진'들을 이어 붙였을 때 우리는 시간의 흐름을 느낀다.

그러나 이런 과정은 단순히 우리가 관찰하는 '스냅사진의 집합'이 아니다. 시간은 사건과 사건이 관계를 맺는 그 과정에서 출현한다. 중요한 점은 시간 자체가 사건 속에 있는 것이 아니라, 사건의 관계로부터 등장한다는 것이다. 우리가 일반적으로 생각하는 시간의 개념은 사실, 과정들의 무수한 상호작용이 만들어낸 방향성과 질서의 결과물이다.

양자 중력 이론에서는 공간과 시간조차 고정된 틀이 아니다. 노드들과 링크들로 이루어진 스핀 네트워크가 관계를 맺으며 공간을 출현시키듯, 시간도 마찬가지다. 이 노드들은 마치 질서가 전혀 없어 보이지만, 그 안에서는 너무나도 많은 질서가 존재한다. 이를 "무질서 속의 질서"라고 부른다.

수도꼭지를 살짝 틀었을 때 나오는 물줄기는 마치 질서 정연해 보인다. 그러나 수도를 더 강하게 틀어 물이 마구 뿜어져 나오는 순간, 우리는 그 상태를 '무질서'로 간주하기 쉽다. 하지만 과학적으로 보면 오히려 더 복잡하고 세밀한 질서가 그 안에 숨겨져 있다. 양자 중력의 노드들도 이와 유사하다. 우리가 보기엔 무질서하게 얽혀 있는 것 같지만, 사실 그 안에는 우리가 인지하지 못하는 엄청난 양의 질서가 있다.

시간은 왜 특정한 방향성을 가질까? 이 질문에 양자 중력은 '비가환성(non-commutativity)'이라는 개념으로 답한다. 비가환성이란 단순히 순서가 바뀌면 결과가 달라진다는 것을 의미한다. 예를 들어, 2 곱하기 3과 3 곱하기 2는 같은 값이지만, 양자 수준에서는 상황이 다르다.

양자 세계에서 순서가 중요하다. 이것은 단순히 숫자 계산의 문제가 아니라 사건들의 흐름에서 결정적인 역할을 한다. 노드들 사이의 무질서한 운동은 사실 너무나도 다양한 순서를 포함하고 있어서, 우리가 느끼는 특정한 시간의 방향성으로 응축된다. 말하자면, 방이 어지럽혀져 있을 때 그 안의 질서가 보이지 않지만, 그 상태 자체가 하나의 고유한 질서인 것과 같다.

결국, 시간은 무질서 속에서 출현하는 질서다. 양자 중력의 세계에서 시간은 고정된 틀이 아니라, 사건과 관계의 복잡한 네트워크 속에서 스스로 모습을 드러낸다. 이는 우리가 "시간"이라 부르는 것이 단순히 흐르는 강물이 아니라, 무수한 상호작용의 결과물임을 보여준다.

우리가 시간이라 부르는 것은 사건 간의 관계가 만들어낸 다이내믹한 과정이다. 시간은 어디에나 있는 것이 아니다. 그것은 어떤 사건들이 관계를 맺고, 그 관계들이 특정한 순서와 방향을 만들어내는 순간 비로소 드러난다. 양자 중력은 이 과정을 통해 우리가 익숙한 시간의 개념을 해체하고, 보다 본질적인 시각을 제공한다.

이제 우리가 경험하는 '흐름'은 단순히 외부에서 주어진 것이 아니라, 관계와 상호작용의 결과임을 기억하자. 시간은 사건들의 춤이다. 그리고 그 춤은 우리가 사는 세계를 더 깊이 이해할 열쇠다.