스타트렉(StarTrek)의 워프 드라이브가 가능할까요?

워프 드라이브의 매력

공상 과학, 특히 상징적인 시리즈인 스타트렉(star trek)에서 ‘워프 드라이브’라는 개념은 수많은 팬의 상상력을 사로잡았습니다.

이 가상의 기술을 통해 우주선은 빛의 속도를 뛰어넘는 속도로 광활한 은하계를 횡단할 수 있습니다.

하지만 여전히 의문은 남아 있습니다. 이러한 획기적인 방법이 현실화할 수 있을까요?

물리학의 한계

현재 우리가 이해하고 있는 물리학 법칙은 워프 드라이브의 가능성을 가로막는 중요한 장애물입니다.

과학이 확고하게 지지하는 한 가지 기본 원칙은 빛의 속도를 능가할 수 있는 것은 아무것도 없다는 것입니다.

빛의 속도는 1초에 지구를 7바퀴나 돌 정도로 빠르지만, 우주의 광대함 때문에 성간 여행은 극복할 수 없는 도전입니다.

예를 들어, 빛이 태양에서 지구까지 이동하는 데는 무려 8분이 걸리고, 가장 가까운 별인 프록시마 켄타우리까지 도달하는 데는 무려 4년이 걸립니다.

대부분의 별과 행성은 훨씬 더 멀리 떨어져 있기 때문에 여행 시간은 몇 생애에 걸쳐 지속됩니다.

워프 드라이브 발명

스타트렉 제작자는 공상 과학 소설의 흥미를 살리기 위해 우주선 주변에 ‘워프 버블’을 생성할 수 있는 가상의 기술인 ‘워프 드라이브’를 도입했습니다.

이 버블 안에서 우주선 앞쪽은 압축되고 뒤쪽은 팽창하는 식으로 공간이 조작됩니다.

그 결과 우주선은 빛의 속도를 초과하지 않고 단지 더 짧은 거리를 이동할 뿐입니다.

이론적으로 워프 드라이브로 프록시마 켄타우리까지의 거리를 정상 길이의 1/1,461로 줄일 수 있다면 하루 만에 여행을 완료할 수 있습니다.

현실성 논쟁

워프 드라이브에 대한 아이디어는 현실에 근거한 것일까요? 그럴 수도 있습니다.

아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 중력은 질량이나 에너지에 의해 공간이 구부러지거나 왜곡된 결과입니다.

어떤 식으로든 공간을 구부릴 수 있다면 워프 드라이브가 실현될 수 있을 것입니다.

하지만 공간을 크게 구부리는 데 필요한 질량의 양이 문제입니다.

예를 들어 지구의 질량은 주변 공간에 왜곡을 일으키며, 우리는 이를 중력으로 경험합니다.

그러나 이러한 왜곡은 성간 여행에 필요한 거리를 크게 단축하기에는 충분하지 않습니다.

워프 드라이브가 실용화되려면 우주선이 행성이나 별보다 훨씬 큰 질량을 지녀야 하므로 사실상 이동이 불가능합니다.

음의 에너지의 딜레마

워프 드라이브의 개념이 완전히 무시되지는 않았지만, 흥미로운 장애물이 하나 있습니다.

1994년 물리학자 미구엘 알쿠비에르는 스타트렉 워프 드라이브의 초기 비전과 유사한 해결책을 제안했습니다.

그러나 이러한 왜곡을 달성하려면 연구자들은 음의 에너지를 조작하여 빈 곳의 에너지를 0 이하로 줄여야 합니다.

이 요구 사항은 물리 법칙을 거스르는 것으로 보이며, 이는 사람의 키가 음수라는 개념과 유사하게 상상할 수 없는 물리적 속성이기도 합니다.