웜홀
1. 개요
Wormhole
'''웜홀'''은 서로 다른 두 공간을 잇는 가상의 통로 개념이다. 벌레(Worm)가 사과에 파놓은 구멍을 통과하면 더 빠르게 반대편으로 갈 수 있다는 비유에서 나온 용어이다.
2. 상세
처음에는 블랙홀과 화이트홀을 연결하는 매개체로 가정되었으나, 현재는 화이트홀의 이론적 근간 자체가 부정되었으므로 그런 의미로 사용되는 일은 별로 없다. 현재의 웜홀은 화이트홀과는 별개로 취급되고 있으며, 실제로 킵 손은 1988년 발표한 논문인 《시공간의 웜홀과 항성 간 여행에서의 유용성(Wormhole in space-time and their use for interstellar travel)》에서 엄청난 양의 질량[2]과 음의 질량을 가진 물질이 있으면 화이트홀 없이 웜홀을 만드는 게 가능하다고 주장했다.
그의 이론은 이후 SF 작품들에서 여러 차례 등장하며 현실에서도 실제 연구되고 있는 초광속 항행 기술 중 하나인 워프 기술의 구현에도 응용할 수 있다. 워프는 주로 시공간 왜곡이나 웜홀을 응용하여 시공의 지름길을 만들어 먼 거리를 단시간에 이동한다는 개념인데, 이 중 후자를 과학적으로 설명해줄 수 있는 이론이 바로 킵 손의 이론이라는 것이다. 그리고 킵 손의 자문을 받아서 이 웜홀을 통한 성간여행을 다룬 SF 영화가 바로 2014년 개봉한 인터스텔라이다.
단, 공간 왜곡은 실제 관측되는 현상이며, 이를 이용한 워프 기술은 실험과 실용화 가능성이 있는 반면, 웜홀의 경우 어떤 관측 증거나 실험적 근거도 존재하지 않는다. 이런 점에서는 초끈 이론과 비슷한 처지이다. 다만 웜홀은 웜홀 안의 시간을 이용한 타임머신도 구상된 적도 있다.[3]
3. 인터스텔라의 웜홀
[image]
영화 인터스텔라에서 묘사된 웜홀. 사진에도 나오다시피 웜홀의 모양은 구(球)형이다. 이를 보고 신기해하는 쿠퍼에게 로밀리가 종이를 예로 들어 설명하길, 종이 양쪽을 겹치게 잡고[4] 구멍을 뚫으면 종이 양 쪽 끝에 원형의 구멍이 각각 생기게 되며, 종이를 2차원 세계로 대입하면 웜홀이 원형이 되고 이를 3차원으로 해석하면 2차원의 원이 3차원에서 구가 된다고 풀이한다. 즉 2차원인 종이의 면을 3차원적으로 구부려서 생긴 2차원 구멍(원)을 3차원에 대입하면 3차원인 우주 공간을 4차원적으로 구부려서 생긴 3차원 구멍(구)인 웜홀인 것이다. 종이의 면은 우주 공간에, 구멍은 웜홀에 비유할 수 있다. 3차원 공간의 단면(2차원)을 잇기 위해 2차원의 구멍이 뚫린 것처럼, 4차원 공간의 단입체(3차원)을 잇기 위해 3차원(구)의 구멍이 뚫렸다고 보면 된다.