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아인슈타인의 이론에 의하면 어떤 것도 빛보다 빠른 속도로 움직일 수 없지만 그의 방정식을 응용해 빛보다 빠른 속도의 여행이 가능해지면 어떤 일이 벌어지는지에 대한 새로운 연구 결과가 나왔다고 미국의 온라인 과학전문 뉴스사이트인 라이브 사이언스가 보도했다.
호주 애드레이드 대학의 수학자 제임스 힐과 배리 콕스는 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 응용해 빛을 능가하는 속도에 대해 설명하는 논문을 발표했다.
1905년에 나온 아인슈타인의 특수상대성이론은 속도의 개념이 상대적임을 보여준다. 움직이는 관찰자가 측정한 어떤 특정 물체의 속도는 정지한 관찰자가 측정한 것과 다르다는 것이다. 더욱이 상대성은 시간의 개념으로 확장돼, 빠르게 움직일수록 시간은 더 천천히 흐르게 된다.
일례로, 매우 빠른 속도의 우주선을 탄 사람들이 2주일이 걸려 다른 행성에 도착했다면, 지구에 있는 사람의 기준으로는 우주선의 속도에 따라 그들이 10년 또는 20년 동안 여행한 것이 된다.
그러나 만약 두 사람이 서로 빛의 속도로 접근한다면 특수 상대성이론은 더 이상 적용되지 않는데 힐과 콕스는 무한대의 상대 속도를 수용할 수 있도록 특수상대성이론을 확장했다.
흥미로운 사실은 아인슈타인의 원래 방정식과 새로 확장된 이 이론 둘 다 빛의 속도로 움직이는 질량을 가진 물체에 대해 설명할 수는 없다. 두 개의 방정식 모두 물리적 특성이 적용되지 않는 수학적 특이점으로 붕괴되고 만다.
힐은 "실제 빛의 속도를 경험하는 것에 대해 정의한 것은 아니다. 우리가 찾아낸 이론은 단지 빛보다 빠른 속도에 대한 것이다"라고 말했다.
특이점은 우주를 두 가지로 나눈다. 하나는 모든 것이 빛보다 느리게 움직이는 우주이고, 다른 한 가지는 모든 것이 빛보다 빠르게 움직이는 우주이다. 이 두 영역에서 물리학의 법칙은 완전히 다르게 나타난다.
여러 측면에서, 모든 것이 빛의 속도 이상으로 움직이는 숨겨진 세상은 실로 신기하게 보인다. 예를 들면, 힐과 콕스의 방정식에 의하면 빛을 능가하는 속도로 여행하는 우주선이 계속 가속을 하게 되면 무한대의 속도에서는 질량이 0이 될 때까지 점점 질량을 잃게 된다.
''''일단 빛의 속도를 능가하면 이후의 모든 게임은 달라진다는 사실은 과학적으로 시사하는 바가 크다''''고 힐은 말한다.
힐은 일반 물리학의 법칙이 적용되지 않는 특이점에도 불구하고, 빛의 속도를 넘을 수 없는 벽으로 인정하지 않았다. 그는 이를 음속 장벽을 돌파하는 것에 비유했다.
1947년 척 예거가 최초로 음속을 돌파하기 이전까지 전문가들은 그것이 가능할지 의문을 제기했었다. 과학자들은 비행기가 부서지거나 인체가 견디지 못할 것이라고 우려했으나 모두 기우였음이 드러났다. [BestNocut_R]
힐은 빛의 장벽 또한 이와 비슷하게 근거가 확립되지 않은 것이라며 ''''인간의 무한한 창의력은 지금 예상할 수 있는 어떤 것과도 완전히 다른 새로운 메커니즘을 창조하게 될 것''''이라고 말한다.
이번 연구는 지난 4일 과학전문잡지인 ''영국왕립학회보 A: 수학과 물리학''에 실렸다.