워프
1. 초광속 추진
1.1. 설명
워프(Warp)는 사이언스 픽션 작품에 자주 등장하는 초광속 기술의 한 종류다. 공간을 왜곡시켜 짧은 시간 안에 먼 거리를 이동하는 기술로 묘사된다. 시공간을 왜곡하거나 웜홀을 이용하여 현실 세계 기준으로 초광속 이동을 하는 것을 말한다. 영어 단어 warp의 사전적 의미가 바로 "왜곡"이다. 기술의 특징을 나타내는 이름이 이 의미대로 지어진 셈이다.
아인슈타인의 특수 상대성 이론이 "모든 양의 질량을 가진 물체는 빛보다 빨리 이동할 수 없다"[1][2]는 것을 증명함으로써, 인류가 타 항성계로 여행을 가는 꿈은 실질적으로 차단되고 말았다. 빛의 속도로도 태양에서 가장 가까운 항성인 프록시마까지 가는 데 약 4.5년이 걸리는 시점에서 약 250만 광년 떨어진 안드로메다 은하에 소재하는 별로 갈 방법은 인류에게는 사실상 존재하지 않기 때문이다.
그래서 사람들은 어떻게든 이 장애물을 뛰어넘으려고 했고, 그 과정에서 '우리가 빨리 갈 수 없다면 거리를 줄이면 되지!'하고 생각하며 생겨난 게 워프이다. 상식적으로는 꽤나 뜬금없는 얘기지만, 초광속 여행이 가능하면 좋겠다고 생각하는 사람은 매우 많았기에 SF에 많이 등장하는 기술이 되었다. 그러나…
1.2. 워프는 실존한다?
'''현대 물리학에 따르면 "이론 상으로는" 가능하다.'''
그러나 아직까지 기술적 한계로 큰 물체의 워프 혹은 유사현상을 일으키는 것은 실질적으로 불가능하며, 이 때문에 워프에 대한 과학적 연구는 아직까지는 기초적 단계에 머물고 있다. 이론적으로는 워프기술은 간단하지만, 실현하려면 별난 물질(Exotic Matter) 등 아직 밝혀지지 않은 물체를 이용해야 한다. 앞서서 해결해야할 만만치 않은 난제가 존재하는 셈이다.
21세기의 시점에서 인류가 워프에 대해 과학적으로 알고 있는 것은 소립자 간에 유사현상이 발생하므로 워프가 인류가 아는 물리법칙 내의 범주에 속한 개념이라는 것 정도이고, 그걸 어떻게 하면 인공적으로 재현할 수 있는가에 대해서는 아직 해명되지 않은 부분들이 대단히 많은 상황이다. 과연 인공적으로 재현하는 것이 가능한 지의 여부 자체도 후술하는 설명을 읽어 보면 알겠지만 아직 미해명 상태. 미치오 카쿠 저 불가능은 없다에선 제1부류 불가능으로 분류하는데 최대 22세기가 지나기 전엔 어떻게든 실현될 거라 설명하고 있다.[3]
NASA로 대표되는 고위연구기관에서 후술할 알큐비에레 드라이브(Alcubierre drive)라는 이론에 근거하여 워프 드라이브의 실현 가능성에 대한 이론연구가 진행되고 있는 상황이다. 나사는 2009년 발족한 첨단추진기술연구단을 통해 워프는 물리학적인 법칙을 벗어난 것이 아니다[4]라는 말을 강조하고 있다. 그런데 공간왜곡부터가 문제라서 언제 실물 기술로 올지는 아무도 모른다.
1.2.1. 워프 현장실험에 사용되는 이론
헤르만 민코프스키가 개척한 세계선개념을 통해 코스모로지컬 인플레이션을 기반으로 할 시 워프를 다음 수식에 기반해 좌표설정이 가능해 이론상 워프가 성립한다.
$$ ds^2 = -c dt^2 + [[dx-v_s(t)f(r_s)dt]]^2 +dy^2 +dz^2 $$
일반 상대성 이론에 근거한 커브(세계선) $$ x=x_s(t),y=0,z=0 $$이 되므로 X를 워프를 할 대상의 좌표가 된다는 것이다.
단, 이 경우 세계선의 시공개체 이력에 대한 구체적 정의가 부족하고 시간곡선의 구조로 공간적 위치를 뽑아내는 것이라 공간을 3차원(구(공)의 개념), 시간을 4차원(나선의 개념)으로 잡아야만 성립된다.[5] 즉, 현재 성립된 이론에 사용된 것은 세계면적인 관점으로 접근하는 것이며 세계선 개념의 접근은 어디까지나 세계면 이론상 거론된 타임맵을 통해 세계선 내 벡터와 4가지 좌표를 통한 정의가 되는 것이며 특정시점에서 평면으로 돌아가는 골때리는 상황이 일어날 수도 있다.
1.3. 알큐비에레 드라이브
1.4. 기타
[image]
'''미국 버지니아 주 덜레스'''에 워프 드라이브라는 거리가 있다. 동네 사람들이 SF에 환장했는지 스타 트렉에서 따왔다나.
이 곳에 소재한 회사들 중에 '''오비탈 ATK'''가 있었다.[6]
2. 대중매체
- 스타바운드에서는 지적생명체들의 기본 기술인 마냥 나온다. 심지어 연료로 석탄을 사용하는 위엄을 보이기도 한다![7] 모습은 네비게이터에 좌표를 입력한뒤 원하는행성으로 출발하면 우주선이 서서히 빠르게 비행하다가 제로의 영역에 도달하고, 이후 워프완료(...).[8]
- 배틀스타 갤럭티카의 점프 역시 비슷한 개념을 가진 것으로 여겨지는데, 이 때문에 워프할 시에 주변에 구조물이 있는 경우 파괴되는 묘사가 등장한다. 갤럭티카 바로 옆에서 랩터가 점프해서 갤럭티카의 선체에 큰 손상이 일어난다거나, 격납고 안에서 바로 랩터 편대가 점프를 하면서 갤럭티카의 격납고를 완전히 파괴해버리는 묘사가 등장하기도 한다.
- EVE 온라인의 워프는 상기 문단에 서술된 알큐비에레 워프 드라이브와 흡사한 방식을 사용하는데, 목적지를 정해주면 출발지와 목적지를 잇는 워프 버블을 생성해 그 안을 지나가는 것. 워프시에는 목적지와 출발지 사이에 무언가가 있어도 그저 뚫고 지나가며[9] 제삼자의 시선으로 보면 함선이 목적지 쪽으로 뱃머리를 돌린 채 점점 가속하다가 작은 충격파를 일으키며 빛줄기가 되어 사라지는 것으로 보인다. 워프에서 빠져나오는 것을 볼 땐 빛줄기가 도착하면서 충격파가 일어난다. [10] 워프 속도는 AU/s[11] 단위로 환산하는데, 일반적인 순양함~전함 급의 워프 항해 속도는 3AU/s, 프리깃, 콜벳, 또는 셔틀 등의 작은 함선은 5AU/s로, 광속의 1000배를 가볍게 뛰어넘는다. 이걸 기가줄 단위의 전력에서 해낸다는 걸 보면 효율이 엄청나게 대단한 듯. 참고로 이 워프는 게임상 설정만으로 존재하는 것이 아니라, 게임플레이의 상당한 부분을 차지하는 실제 게임 메카닉이다!
- 이 외에도 항성계 간을 이동할 때 쓰는 '점프' 라는 것도 존재하는데, 이는 별도로 설치된 구조물의 도움을 받아 훨씬 긴 거리를 훨씬 빠르게 워프하는 것. 이도 게임플레이의 한 부분이며 효과는 이곳에서 볼 수 있다. 2013년 시절 점프 효과가 막 추가되었을 때 영상이며, 현재 버전과는 많이 다르다. 다만 점프는 워프라기 보단 인류가 만들 수 있는 웜홀 같은 개념이다.
- 가이낙스 의 애니메이션 작품들, 톱을 노려라!, 이상한 바다의 나디아 에서 대놓고 많이 나온다.
- 스페이스 엔지니어에서는 새로 추가된 Jump Drive로 대형 선박을 워프 시킬수 있다. 최소거리는 5km(5000m). 해적선(Argentavis)이 이 점프 드라이브를 탑재하고 있다. 소형선박에는 설치가 불가능하고 대형선박과 스테이션만 설치가 가능하다.
- 축지법도 따지고 보면 이 개념에 들어맞는데, 애초에 "땅을 줄인다"는 표현 자체가 위의 알큐비에레 워프와 일맥상통하는 표현이다.
- 나의 히어로 아카데미아의 나오는 메인 빌런 중 한명인 쿠로기리의 개성도 이 워프 계열이다.
2.1. 스타 트렉
상술한 알큐비에레 드라이브의 모티브가 된 워프 방식이다.
워프 코어에서 다이리튬 크리스탈을 매개로 한 물질(행성 연방은 중수소를 사용한다.) 반물질의 반응으로 얻은 동력을 활용해서 공간을 왜곡하여 우주선을 초광속으로 추진하는 방식이다. 무엇을 반응 물질로 쓰는지는 종족마다 다르나 어떤 종족이건 다이리튬 크리스탈은 필수로 필요하다. 행성 연방의 함선들은 나셀에 입자 수집기가 있어서 우주를 날아다니면서 워프에 필요한 중수소를 모아둔다.[13]
워프의 속도는 워프 팩터로 나타내며 주로 팩터 부분은 생략하고 워프 x라고 말한다. TOS에서는 워프 팩터의 세 곱절이 광속이었지만, TNG에서부터는 워프 팩터의 10/3곱절이 광속이다.[14]
TNG에서 워프에 한계가 있다는 것이 밝혀졌다. 워프는 워프 10이 한계로 이 속도에 도달하면 여러 지점에 동시에 존재하게 된다고 한다. 이후 워프 10은 상당히 빠른 것을 가리키는 말이 되었다. 톰 패리스가 코크레인 셔틀로 워프 10을 도달했었지만 톰 패리스는 워프를 하는 동안 초 진화를 경험하게 되었고 이후 사망했다가 부활했다. 결국 워프 10은 뚫지 않게 되었다.
외계인의 존재를 알게 되는 기술이라고 할 수 있다. 행성연방에는 프라임 디렉티브라고 해서 워프 문명 이전 종족에게는 일체 개입하지 않는다는 규정이 있다.
다른 작품들의 우주선들과는 다르게 얘는 엔진만 따로 튀어나와있는데, 나셀이 상당히 위험하기 때문이다. 나셀은 작동 중에 엄청난 양의 방사능을 뿜어대며, 피격 시에는 잘못하면 함선이 통째로 폭발해버린다.[15][16] 이러한 단점 때문인지 32세기에는 워프 상태가 아니면 아예 나셀을 뗴어놓도록 설계되었다.
일반적으로 나셀이 많을 수록 더 빠르고 더 효율이 좋지만, 약점이 더 생기는 것이고, 심지어 불안정하기에 보통 2개만 장착한다. TOS에서는 2개의 나셀이 가장 최적화된 구조라는 연구 결과도 있다. 다만 이 설정은 좀 묻히는 것인지 TOS 프리퀄 세계관인 DIS에서는 나셀 4개짜리 함선인 카데나스급이 등장하고 멀쩡하게 현역으로 활동중이다.
스타 트렉 세계관에서 거의 유일한 초광속 항법이기에 거의 모든 종족이 사용하지만, 워프 항법에는 치명적인 단점이 있는데, 워프 코어의 반물질 격리장에 문제가 생기면 함선이 통째로 폭발해버린다는 것이다. 때문에 워프 코어의 위치는 함선 입장에서는 급소나 마찬가지다. 또다른 단점으로는 나셀이 따로 나와있다는 것이다. 다른 작품들의 우주선은 엔진이 파묻혀있어서 직접 피격당할 일이 적지만, 스타 트렉의 스타쉽들은 피격당하기 너무나도 쉽다. 피격당해서 나셀이 작동 불능이 되면 도주도 불가능해진다. 그나마 다행인 점은 일부 우주선을 제외하면 모두 상술한 단점을 지니고 있다는 것이다.
32세기 기준으로도 대체가 불가능한 항법인데, 31세기에 열화 사건이 터지면서 워프 항법 사용에 지장이 생겼다. 사실, 이전부터 물질과 반물질 반응의 매개체인 다이리튬이 점점 고갈되어가면서 다이리튬을 사용하지 않는 초광속 항법인 SB-19의 연구가 진행되고 있었으나 문제점이 많아서 개발이 중단되었다. 그러다가 열화 사건이 터지면서 여러 성간 세력이 붕괴되어버렸다. 다행히 3189년에 베루빈 성운에서 다이리튬이 풍부한 행성을 발견해서 다시 많이 사용될 듯 하다.
여담으로 항성 주변을 스윙바이 하는 것으로도 워프에 진입할 수 있는데, 이는 워프 10을 초과하기 때문에 시간까지 왜곡하게 된다.
2.1.1. 7급 워프 드라이브
디파이언트급에 장착된 워프 드라이브로 4개의 물질과 반물질 주입 봉이 있다. 최대 속도는 워프 9.5이다,[17]
2.1.2. 9급 워프 드라이브
최대 순항 속도는 워프 9.975. 인트레피드급에 장착되어있다. USS 보이저가 이 엔진을 테스트하는 함선이었다.
2.1.3. 워프 5 엔진
NX급 함선에 장착되었다. 워프 5까지 속도를 낼 수 있으나 지속 항해를 하게 되면 선체가 찢어진다고 한다.
2.1.4. 워프 3 엔진
NX-델타에 장착되었다. 최대 속도는 워프 3
2.2. 영화 이벤트 호라이즌에서 등장하는 워프
여기에서의 워프는 초공간도약에 가까운 점이 있다. 기존의 수소추진식 이온엔진의 느린 속도를 극복하고 초광속을 이루기 위하여 해왕성 부근에서 워프 추진을 추진하다 실종되었는데, 이후에 알고 보니 워프 공간으로 간 것이 초공간이 아니라 일종의 지옥으로 간 것이었다. 이 지옥은 워해머의 워프 우주 공간 설정과 비슷한 점이 많아서 항목에도 보면 워프공간에서 겔라필드[18]를 켜지 않았을 때 이렇게 된다는 걸 보여주는 교육용 영상이라는 유머용 금지선도 올라와 있다.
자세한 것은 이벤트 호라이즌 참고.
2.3. Warhammer 40000의 워프
워해머 40K 세계관의 워프는 공간을 휘어서(Warp) 초광속을 내는 스타 트랙식 워프 기술이 아니라, 현실 우주와는 물리법칙이 완전히 다른 '워프 우주'라는 일종의 초공간에 진입해 초광속을 내는 초공간도약 방식의 기술이다. 문제는 워해머 세계관의 워프 우주는 과학적 공간이라기보다는 영혼이나 악마가 설치는 판타지스러운 공간이라는 것. 이마테리움 참조.
3. 스타 트렉의 등장인물
워프(스타 트렉) 문서 참고.
4. 국산 안티바이러스 소프트웨어 V3에 사용되었던 바이러스 검사/제거 엔진
1995년 안철수 소장이 어셈블리로 작성한 엔진을 C로 옮긴 것을 시작으로, 이후 지속적인 개량을 거쳐 2008년 2월까지 약 13년 반 동안 사용되었다.(어느 시점부터 후기형 Flight 엔진으로 이름이 바뀐다.)
그 당시에는 매우 빠르고 강력한 엔진이었지만, 각종 바이러스가 넘쳐나는 현대 인터넷 환경에 대응하기에는 한계가 컸기 때문(진단률, 복구율, 검색 속도, 유동적이지 못한 시그니처 DB)에 새로 개발한 TS엔진으로 교체되었다.
5. IBM에서 개발한 운영체제 OS/2 Warp
해당 문서 참고.
[1] 정확히는 진공에서의 빛의 속도 c보다 빠른 속도로 이동할 수 없다이다. 물이나 유리 같은 매질 안에서는 얼마든지 빛보다 빠른 물체가 존재할 수 있으므로 이건 중요하다. 체렌코프 현상 참조.[2] 다만 진공이 아닌 경우에도 빛이 느려진 상태에서 다른 것이 느려진 빛보다 상대적으로 빠르게 움직일 수 있는 것 뿐이며, '''절대속도 c는 무슨 수를 써서든 뛰어넘을 수 없다.'''[3] 해당 책 p.22, p.117-122[4] 자연환경에서 유사 현상이 발생하므로 물리법칙 내의 범주로 보고 있다.[5] 사실 상대성 이론이 시간을 모두 나선으로 잡아서 큰 문제는 안 된다. 다만 파생계로 이동되는 경우가 별도인데 이건 장소이동(워프)이 아닌 시공간 이동(차원이동?)으로 보면 대충은 해결된다.[6] 군수기업이면서 각종 로켓과 인공위성을 제작했고 페가수스 로켓 등으로 유명했지만 현재는 노스롭 그루먼에 합병되었다.[7] 업데이트 이후로는 에르키우스 연료 또는 플루토늄을 사용[8] 이게 조금 고퀄리티인 게, 워프 도중에 조종석 화면을 보면 프로그래밍 언어(?)같은 게 휙휙 지나다니는 연출이 있다.[9] 하지만 워프 버블 밖의 제삼자 시선에서 보면 아무 일도 일어나지 않는다. 다만 근처에서 푸른 빛이 휙 지나가는 걸로 보일 뿐.[10] 다만 충격파 자체는 주변에 아무런 영향이 없으며 퉁- 하는 소리로만 묘사된다.[11] Astrometric Unit, 태양 - 지구간의 거리이다. 정확히 149,597,870,700Km.[12] 테란의 전투순양함 중 하나인 히페리온을 예로 들면 공간에 빨려들어가는 묘사에 엔진을 최대 출력으로 맞춰 워프를 감행하는 것으로 보아, 두 방식을 함께 쓰는 듯.[13] 입자 수집기에는 중수소 뿐만 아니라 다른 기체도 수집할 수 있는데, 메탄가스를 수집한 후 배출하는 전술을 라이커 기동이라고 한다.[14] 같은 워프 8이어도 TOS 에서는 광속의 512배, TNG에서는 광속의 1024배이다.[15] 이런 참사를 막기 위해서 원반부 분리 기능이 있다.[16] 근데 어째서인지 맥기급은 원반부 근처 정도가 아니라 원반부에 나셀을 박아놨다. 장갑을 매우 두껍게 설계하기는 했지만 나셀에서 나오는 방사능을 생각하면...[17] 디파이언트는 나셀에도 장갑을 둘러버리는 바람에 이보다는 느린 속도로 워프한다.[18] Gellar field. 워해머 40k 세계관에서 워프의 존재를 막는 일종의 방어막. 워프를 항행하는 함선들은 필수적으로 장비한다.