1. 고전 물리학과 시간의 흐름
일상적으로 우리는 시간을 과거에서 미래로 ‘흐르는’ 것으로 인식합니다. 시계는 앞으로만 가고, 우리는 과거를 기억하며 미래를 예측합니다. 이러한 시간 개념은 뉴턴 역학에서도 그대로 받아들여졌습니다. 뉴턴은 시간을 절대적인 것으로 정의했고, 우주의 모든 사건은 이 절대 시간 축 위에서 발생한다고 가정했습니다. 그러나 20세기 초 아인슈타인의 상대성이론은 이 개념에 큰 전환점을 가져왔습니다. 시간은 절대적인 것이 아니라, 관측자에 따라 달라질 수 있는 상대적인 요소라는 사실이 밝혀졌습니다. 특히 시간과 공간은 별개의 개념이 아니라 하나의 시공간 구조로 통합되어 있으며, 중력이나 속도에 따라 시간이 다르게 흐를 수 있다는 것이 증명되었습니다.
2. 블록 우주 이론: 모든 시간은 ‘이미 존재’하는가?
물리학자들 중 일부는 ‘블록 우주 이론(Block Universe Theory)’을 주장합니다. 이 이론에 따르면 과거, 현재, 미래는 모두 같은 방식으로 ‘존재’하며, 우리가 인식하는 시간의 흐름은 뇌가 현실을 해석하는 방식일 뿐이라는 것입니다. 즉, 시간은 흐르는 것이 아니라, 우리가 그 속을 ‘지나가고 있다’는 착각이라는 것입니다. 이 개념은 일반 상대성이론과 잘 맞아떨어집니다. 상대성이론에서는 우주를 4차원 시공간으로 간주하며, 특정 사건의 시간 순서는 관측자에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서 ‘지금’이라는 개념은 절대적인 것이 아니라, 상대적인 관측의 결과에 불과합니다. 블록 우주는 우리가 알고 있는 인과관계, 자유의지 개념에 도전장을 던지는 이론이기도 합니다.
3. 양자역학과 시간의 비대칭성
흥미롭게도 양자역학에서는 시간의 방향성이 뚜렷하지 않습니다. 대부분의 물리 법칙은 시간을 되돌려도 동일하게 적용됩니다. 하지만 우리는 왜 시간을 되돌릴 수 없을까요? 이에 대한 해답으로 물리학자들은 ‘엔트로피’를 제시합니다. 엔트로피는 무질서도의 척도이며, 자연은 항상 더 무질서한 상태로 이동합니다. 바로 이 엔트로피 증가가 시간의 방향을 만들어낸다는 것입니다. 또 한 가지 이론은 ‘양자 측정’과 관련된 개념입니다. 양자 상태는 측정되기 전까지 여러 상태가 중첩되어 있다가, 측정을 통해 하나의 상태로 결정됩니다. 이때의 측정 행위가 시간의 방향성을 부여하는 원인이 될 수 있다는 해석도 존재합니다. 시간의 흐름이 실재하는 것이 아니라, 관측과 상호작용 속에서만 정의된다는 것입니다.