Does time exist? - Andrew Zimmerman Jones

번역: Hyeona Seo 검토: Won Jang

무엇일까요?

ㅣ 무엇일까요?

ㅣ ㅇ 무엇일까요?

ㅣ 이 무엇일까요?

시 이 무엇일까요?

시 이라 무엇일까요?

시 이란 무엇일까요?

시ㄴ이란 무엇일까요?

시간이란 무엇일까요?

The earliest time measurements were

초기의 시간 측정법은

observations of cycles of the natural world,

자연의 주기를 관찰하는 것이었어요.

using patterns of changes from day to night

낮과 밤의 길이를 관찰하거나

and season to season to build calendars.

계절의 변화의 패턴을 이용해서 달력을 만들었지요.

More precise time-keeping, like sundials

이후에는 해시계나 기계시계처럼 좀 더 정확한 측정 장치가 나왔고

and mechanical clocks, eventually came along

결국 우리는 시간을 상자 속에 넣어 편리하게 측정하게 되었습니다.

to put time in more convenient boxes.

But what exactly is it that we’re measuring?

그런데 우리가 측정하고 있는 것은 정확히 무엇일까요?

Is time something that physically exists,

시간은 물리적으로 존재하는 것일까요?

or is it just in our heads?

아니면 그냥 추상적인 걸까요?

At first the answer seems obvious—

일단 그 답은 명확해 보입니다.

of course time exists;

당연히 시간은 존재하지요.

it constantly unfolds all around us,

그것은 우리 주위에서 끊임없이 흐르고 있으며

and it’s hard to imagine the universe without it.

시간 없는 우주를 상상하기는 어렵습니다.

But our understanding of time started

시간에 대한 우리의 이해가

getting complicated thanks to Einstein.

복잡해지기 시작한 것은 모두 아인슈타인 덕분입니다.

His theory of relativity tells us that time

그의 상대성 이론에 따르면

passes for everyone, but doesn’t always pass

시간이 모두에게 공통적으로 흐르고 있지만

모든 사람들에게 항상 똑같은 속도로 흐르고 있지는 않습니다.

at the same rate for people in different situations,

like those travelling close to the speed of light

빛과 비슷한 속력으로 여행하는 사람들과

or orbiting a supermassive black hole.

거대 블랙홀의 궤도를 선회하는 사람들에게는 시간이 다르게 흐르지요.

Einstein resolved the malleability of time

아인슈타인은 이런 시간의 가변성을 설명하기 위해

by combining it with space to define space-time,

시간을 공간과 결합하여 시공간이라는 개념을 만들었습니다.

which can bend, but behaves in consistent, predictable ways.

시공간은 왜곡될 수도 있지만 일정하고 예측가능하게 움직입니다.

Einstein’s theory seemed to confirm that time

아인슈타인의 이론에 따르면

is woven into the very fabric of the universe.

시간이 우주의 가장 중요한 뼈대를 이룬다는 게 분명해 보입니다.

But there’s a big question it didn’t fully resolve:

그러나 완전히 해결되지 못한 중요한 의문이 있었어요.

why is it we can move through space in any direction,

'우리는 공간에서는 어디로든지 움직일 수 있는데

but through time in only one?

왜 시간에서는 한 방향으로만 움직일 수 있을까?'

No matter what we do, the past is always,

우리가 무엇을 하든

과거는 항상 견고하게 우리의 뒤에 있지요.

stubbornly, behind us.

This is called the arrow of time.

이것은 '시간의 화살'이라고 불립니다.

When a drop of food coloring is

식용 색소 한 방울이

dropped into a glass of water,

물이 있는 컵에 떨어질 때

we instinctively know that the coloring

우리는 본능적으로

색소가 물방울로부터 확산되어서

will drift out from the drop,

eventually filling the glass.

결국 컵 전체를 채운다는 것을 압니다.

Imagine watching the opposite happen.

이 과정이 거꾸로 일어난다고 상상해보세요.

Here, we’d recognize time as unfolding backwards.

이런 환경에서는 시간이 완전히 역행하기만 할 것 입니다.

We live in a universe where the food coloring

우리가 살고 있는 우주에서는

spreads out in the water,

식용색소가 물 전체로 퍼져나갑니다.

not a universe where it collects together.

이 색소들이 다시 모여들지는 않지요.

In physics, this is described by

물리학에서는 이것을

the Second Law of Thermodynamics,

'열역학 제2법칙'을 이용해서 설명하는데

which says that systems will gain disorder,

고립계에서는 시간이 지날수록 무질서도 혹은 엔트로피가 증가한다는 법칙입니다.

or entropy, over time.

Systems in our universe move from order to disorder,

우리 우주의 물질계는 정돈된 상태에서 어수선한 상태로 변하고

and it is that property of the universe

그리고 우리 우주의 바로 이런 특성이

that defines the direction of time’s arrow.

시간의 화살의 방향성을 정의하는 것이지요.

So if time is such a fundamental property,

시간이 이토록 근본적인 특성이라면

it should be in our most fundamental equations

그것은 우리 우주를 설명하는 근본적인 방정식에 포함이 되겠지요?

describing the universe, right?

We currently have two sets of

우리는 최근에 물리학을 지배하는 두 개의 방정식을 알아내었습니다.

equations that govern physics.

General relativity describes the

일반 상대성 이론은

매우 큰 물질의 움직임을 설명하지요

behavior of very large things,

while quantum physics explains the very small.

양자 물리학은 매우 작은 물질의 움직임을 설명하고요.

One of the biggest goals in theoretical physics

지난 반세기 동안 이론 물리학의 가장 큰 목표 중 하나는

over the last half century has been reconciling

the two into one fundamental “theory of everything."

이 두 이론을 조화시키는 것이었습니다. 하나의 근본적인 "모든 것의 이론"으로요.

There have been many attempts

많은 시도가 있었습니다.

—none yet proven—

어느 것도 아직 증명되지는 않았지요.

and they treat time in different ways.

그리고 시간을 여러 가지 방식으로 다뤘습니다.

Oddly enough, one contender called the Wheeler-DeWitt

신기하게도 휠러 데 위트라는 방정식은

equation, doesn’t include time at all.

시간을 전혀 포함시키지 않았습니다.

Like all current theories of everything,

물질에 대한 현재의 다른 모든 이론들처럼

that equation is speculative.

그 방정식은 추측에 의한 것입니다.

But as a thought experiment,

그러나 사고 실험으로써

if it or a similarly time-starved equation

그 방정식 혹은 비슷한 방식으로 시간을 전혀 사용하지 않은 방정식이

turned out to be true, would that mean

사실이라고 밝혀진다면

that time doesn’t exist, at the most fundamental level?

근본적인 수준에서 시간이라는 것은 존재하지 않는다고 볼 수 있지 않을까요?

Could time just be some sort of illusion generated

과연 시간은 우리가 우주를 보는 한계에 의해서 만들어지는 환상일까요?

by the limitations of the way

we perceive the universe?

We don’t yet know, but maybe that’s

우리는 아직 모르지만

그것은 아마 잘못된 생각일 겁니다.

the wrong way of thinking about it.

Instead of asking if time exists as a fundamental property,

시간은 우주의 근원적 속성이 아니라

maybe it could exist as an emergent one.

발생적 속성으로 존재할 지도 모릅니다.

Emergent properties are things that don’t exist

발생적 속성이란

각 각의 개체에서는 존재하지 않지만

in individual pieces of a system,

but do exist for the system as a whole.

이들이 모인 전체에는 존재하는 속성을 의미합니다.

Each individual water molecule doesn’t have a tide,

단일한 물 분자에는 파도가 존재하지 않지만

but the whole ocean does.

이들이 모인 바다에는 존재하지요.

A movie creates change through time by using

영화에서의 시간에 따른 움직임은

a series of still images that appear to have a fluid,

부드럽게 연속적으로 이어지는 듯한 일련의 정지된 그림들로 만들어 집니다.

continuous change between them.

Flipping through the images fast enough,

이런 정지된 이미지들을 충분히 빠른 속도로 넘겨보면

our brains perceive the passage of time

우리의 뇌는 연속된 이미지들의 전환을 통해서 시간의 흐름을 인식합니다.

from the sequence of still images.

No individual frame of the movie changes

영화의 각각의 장면은

or contains the passage of time,

시간이나 시간의 변화가 포함되어있지 않지만

but it’s a property that comes out of how

이 각각의 장면의 구성에 따라 시간이라는 특성이 나타나지요.

the pieces are strung together.

The movement is real, yet also an illusion.

움직임은 실제이지만 환상이기도 합니다.

Could the physics of time somehow be a similar illusion?

과연 시간의 물리학은 이처럼 환상에 불과할까요?

Physicists are still exploring these and other questions,

물리학자들은 여전히 이를 포함한 다양한 질문들을 탐구하고 있고

so we’re far from a complete explanation.

우리는 아직 완벽한 설명을 할 수 없습니다.

At least for the moment.

적어도 지금 이 순간 만큼은요.