시간

현대 물리학에서 시간은 절대적으로 흐르는 실체가 아니라, 세계의 변화와 우리가 그것을 인식하는 방식에서 나타나는 창발적 현상이다.
미시 세계를 모두 알 수 없는 우리의 ‘희미한 시각’ 때문에 엔트로피가 정의되고, 엔트로피의 증가는 과거와 미래를 구분하는 ‘시간의 화살’을 만든다.
따라서 시간은 변화의 원인이 아니라, 세상이 낮은 엔트로피 상태에서 높은 엔트로피 상태로 변화하는 과정을 기술하는 방식이다.
과거의 낮은 엔트로피는 현재에 흔적을 남기고, 뇌는 그 흔적을 기억하며 미래를 예측함으로써 시간의 흐름을 경험한다.
결국 우리가 느끼는 시간은 엔트로피, 관점, 기억과 예측이 결합하여 만들어낸 관계적 현상이다.

이 글은 카를로 로벨리의 『시간은 흐르지 않는다』를 중심으로, 우리가 당연하게 여겨온 시간의 성질들이 현대 물리학을 거치며 하나씩 해체되는 과정을 설명한다.
상대성이론은 우주에 하나의 절대 시간이 존재한다는 생각을 무너뜨리고, 장소와 운동 상태에 따라 각기 다른 고유시간이 존재함을 보여준다.
열역학은 시간의 방향이 자연의 근본 법칙에 새겨진 것이 아니라 엔트로피 증가와 거시적 통계에서 나타나는 효과임을 드러내며, 상대성이론은 우주 전체에 공통된 하나의 ‘지금’도 존재하지 않음을 보여준다.
일반상대성이론에서 시간은 더 이상 독립된 배경이 아니라 중력장과 결합된 시공간의 일부가 되고, 양자중력에 이르면 시간은 연속성마저 잃고 입자성·중첩·관계성을 가진 양자적 구조로 해석된다.
결국 로벨리의 세계에서 남는 것은 절대적 시간이 아니라 사건과 과정의 네트워크이며, 사물조차 잠시 안정되어 보이는 사건들의 매듭일 뿐이다.

이 글은 맥스웰 방정식이 제시한 일정한 빛의 속도에서 출발해, 뉴턴의 절대시간 개념이 왜 수정되어야 했는지를 설명한다.
특수상대성이론에 따르면 멀리 떨어진 사건에는 모든 관찰자가 공유하는 하나의 절대적 ‘지금’이 존재하지 않으며, 현재는 관찰자의 운동 상태와 거리의 영향을 받는다.
이른바 ‘연장된 현재’는 가까운 거리에서는 나노초 수준이지만, 달에서는 초 단위, 화성에서는 분 단위로 커지며 우주적 통신 지연으로 나타난다.
우리가 보는 먼 천체는 언제나 과거의 모습이며, 이는 빛의 유한한 속도가 시간과 공간의 인식 자체를 제한한다는 뜻이다.
결국 아인슈타인의 특수상대성이론은 절대적 동시성의 부재와 상대적인 현재를 통해 시간과 공간을 하나의 시공간적 관계로 다시 정의한다.