초광속

 



1. 개요
2. 상세
4. 초광속 통신
5. 각종 창작 매체에서의 초광속 기술
5.1. 목록
6. 관련 문서


1. 개요

우주에서 가장 빠르다고 알려진 빛보다 빠른 속도. 영어로는 Faster Than Light, 줄여서 FTL이라 한다.

2. 상세

대중의 착각과는 달리 '''정보'''를 지니지 않을 경우에 한해서는 가능하다. 단, 여기서 말하는 정보란 물리학적으로 정의된 정보이다.
보다 정확하게는, '''정보'''의 전달은 광속보다 빠르게 이루어 질 수 없다
이외의 경우 '''아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 물리학적으로 불가능'''하다. 광속에 가까워질 수록 에너지는 엄청나게 늘어나고, 광속 그 자체가 되면 '''질량이 있는 한'''[1] 필요한 에너지는 '''무한'''이므로, 초광속에 도달하려면 '''무한보다 더 큰''' 에너지를 공급해줘야 한다. 식으로는
$$\delta E=\displaystyle{\frac{m_0 c^2}{\sqrt {1-\frac{v^2}{c^2}}}}-m_0c^2$$이 된다.[2]
이를 엄밀히 따지자면, 진공 속의 빛의 속도보다 빠르게 '''정보'''를 전달 할 수 없다는 것.[3] 심지어 광속의 기준인 광자조차 이상적 상황이 아니면 이 정보 전달 속도 제한에 미치지 못한다. 빛보다 빠른 '''것'''이 존재하지 않는다는 건 흔히 알려진 잘못된 사실이다. 후미에 서술하듯이 Cosmological horizon[4]를 넘어서면 질량을 지닌 물체도 공간 자체가 확장하기에 상대속도가 빛보다 빠르다. 다른 것의 예시를 들자면, 달 전체를 단번에 비추는 엄청나게 강력한 점 광원 손전등으로 달을 비춘뒤, 손가락으로 왼쪽에서 오른쪽으로 그림자를 드리우면 달 표면상에서 그림자가 이동하는 속도는 빛보다 빠르다. 하지만 이런 현상으로 정보를 전달하는 것은 물리적으로 불가능하다.[5] 질량을 지닌 물체도 그 자체가 정보를 지닌 존재이므로 정보를 전달하는 상황, 즉 "흔히들 생각하는 '''이동'''" 중일 때는 이에 무조건적으로 구속된다.
혼동하지 말아야할 현상은 체렌코프 현상. 이는, 입자가 빛의 '''위상속도'''보다 빠를 때 나오는 현상인데, 여기서의 위상 속도는 일반적인 빛의 속도와는 의미가 다르다.
빅뱅 우주론에서 우주 공간 자체의 팽창 속도는 초광속이라고 한다. 모순 같지만, 상대성 이론에서 정의하는 광속제한은 어디까지나 '''정보전달 능력을 지닌 존재'''에 한정된다. 공간좌표계 자체는 질량이 있는 것도, 정보전달능력이 있는 것도 아니므로 초광속으로 팽창하는 건 가능하다. 간단히 말하면, 긴 고무줄(공간)에서 달리는 개미(정보 혹은 질량체)가 있다고 하면, 개미의 속도에는 제한이 있지만(광속), 고무줄이 그 속도 이상으로 늘어가는건 허용한다는 것이다.
한때 광속보다 빠른 입자를 발견한 해프닝이 있었는데, 2011년 9월 22일 CERN에서 중성미자가 빛보다 빨리 이동하는 것을 관측했다고 발표했고, 같은 해 11월 18일. 2차 실험에서도 초광속 중성미자를 관측했다고 밝혔다. 하지만 장비 결함의 가능성에 대한 주장이 제기되었고 재 실험해본 결과 결국 장비 결함으로 인한 실험 실수로 밝혀졌다. 따라서 2012년 6월 2일, 초광속 주장을 철회할 것이라고 발표했다. # CERN 문서 참고.
초광속 이동은 아니지만 결과적으로 이동 시간이 광속보다 빠른 것은 각종 SF 매체에서 나온 것처럼 공간을 중력장 등을 통해 왜곡하여 이동하는 방법과 같은 꼼수가 있기는 하다만, 애초에 음의 질량을 가진 입자, 허수 개의 사과 같은 컨셉을 기반으로 한 것들이다. 이건 함선 자체의 계에서는 초광속이동이 아니지만, 외부 계에서 보면 결과적으로 초광속이동이 된다. 실현가능성은 미지수지만 일단 위와 같은 컨셉의 하자를 제외한다면 물리법칙에 억지로 끼워 맞춰지기는 한다. 자세한 내용은 워프 및 축지법 문서 참고.

3. 초광속 여행

광속보다 빠르게 여행하는 기술. 초광속이 물리학적으로 불가능하기 때문에 현재는 SF의 영역이다.

4. 초광속 통신

당연히 현재 우리가 통신에 사용하는 전파는 빛이므로 광속을 넘을 수 없다. 그래서 일부 SF에서는 수백 광년 떨어진 먼 공간에서 실시간으로 교류가 가능한 새로운 통신기술이 등장하기도 한다. 자세한 것은 앤서블 문서 참고.
아래의 목록은 실제로 초광속이 아닌, 워프나 초공간도약의 방식도 포함하고 있으니 유의.

5. 각종 창작 매체에서의 초광속 기술

그냥 무진장 센 엔진을 써서 단순 가속하는 것만으로 빛보다 빨리 날아가는 것이 불가능하다는 사실은 이제 어린이들도 다 아는 상식이다 보니, SF매체에서는 주로 이렇게 공간을 왜곡하여 이동하는 것으로 나온다. 그리하여 주로 많이 나오는 기술은 워프와 초공간도약 등이 있다. 아직 명확한 과학적인 진전이 별로 없는 분야이다보니 초광속 항행을 하는 방식도 여러가지 가설을 채용하고 있는데,
  1. 단순히 우주선의 속도를 빠르게 해서 초광속에 도달하는 방식

2. 스타 트렉으로 잘 알려진, 우주선 스스로 드라이브를 작동시켜 공간을 접어서 이동하는 워프
3. 스타워즈나 배틀스타 갤럭티카처럼 아예 우리 우주랑 다른 법칙이 존재하는 초공간으로 이동하는 초공간도약
4. 매스 이펙트처럼 우주선 자체만으로는 초광속을 낼수 없고 공간에 구멍을 뚫는 특정한 게이트를 만들어 이동하는 웜홀
5. 퓨처라마처럼 그냥 광속을 늘리는 것(...) 즉, 현실 기준으로는 초광속, 퓨처라마 세계관 기준으로는 그냥 광속
6. 나이트런의 T-드라이브처럼 우주선을 허수 물질로 변환하거나 타키온을 매개로 이동하는 방식 등 여러 가지가 존재한다.
1번 방식은 유일하게 '물리적으로 금지된' 방법이기에 요즘은 흔히 등장하지 않는다. 그러나 초광속이 아니라 광속에 준하는 방식으로 단순가속하여 생기는 쌍둥이 패러독스를 플롯에 이용하는 일종의 수명물 설정용 기법으로서는 아직도 생명력을 가지고 있는 방식이며, 그런 구도는 다른 이동방식으로는 만들어내지 못한다.
여담으로 블랙홀의 사건의 지평선 안쪽으로 들어서는 순간부터 탈출에 필요한 속도는 광속을 넘어가게 되어 멀쩡한 채로는 빠져나갈 수가 없다(…).
다만 회전하는 블랙홀일 경우, 사건의 지평선 안쪽이더라도 밖으로 탈출 할 수 있다. 물론 더 깊이 들어가면 못 나온다.

5.1. 목록

단순 가속 - 단순히 우주적인 힘으로 광속을 뛰어넘는 것. 수준 이하의 문명은 물리법칙을 초월하지 못하므로 불가능하며, 우주를 창조할 수 있는 창조주급 신 이상의 존재들이나 그에 준하는 기술력을 가진 문명부터 가능하다. 초광속 대상에 질량이 있는 경우 보통 우주적 파괴를 몰고 온다.[6]
워프 드라이브 - SF의 워프와 용어만 같고 실제로는 전혀 다른 기술이다. 그 정체는 일종의 현실조작으로 '나는 목적지에 이미 있다'라는 사실 자체를 발현시켜 시공과 차원을 무시하고 즉시 목적지에 도착한다. 워프를 쓰면 설령 다른 우주라도 발동과 동시에 도착할 수 있지만, 최소 단위의 워프를 쓰는데 우주창조 이상의 에너지와 방대한 연산이 따라오기 때문에 실제로 이 기술을 사용할 수 있는 종족은 극히 드물다.
  • 나이트런 - T드라이브(타키온 드라이브로 초기형 초광속 기술), 워프(T드라이브보다 진보했지만 에너지 소모가 엄청나 사전에 건조된 게이트[7]를 통해서만 이동이 가능하며, 이 에너지를 충당할 수 있는 블랙홀엔진은 대전쟁 이후 생산기술이 소실되어 대전쟁 당시부터 남아있는 기함급 함선들만이 워프 가능. 다만 최근의 기술복구로 '아이기스'는 워프에 필요한 에너지를 충당할 수 있는 차세대 엔진을 개발하는 성공.)
  • 나이트 워치 - 시공절단항법
  • 닥터후 - 타디스. 무려 광속의 약 13조 1400억 1051만 2000배[8] [9]
  • 데드 스페이스 시리즈 - 충격점 항법
  • 디지몬 시리즈 - 알포스브이드라몬, 메르크리몬. 둘 다 全 디지몬 中 스피드 1위라는 공식 설정이 있는데, 문제는 그런 설정도 없는 매그너몬이 광속에 도달할 수 있다고 한다. 고로 매그너몬보다 빠른 저 둘은 초광속(…)이라는 아스트랄한 결론이 나온다. 매그너가루루몬 무장 시엔 아광속, 무장해제 시엔 광속, 필살기 스트라이트 벨로시티 시전 시엔 초광속이라 한다.
  • - 그런 거 없다. 초광속 이동은 결국 불가능한 것으로 밝혀졌다고 하며 아광속 우주선만으로 우주를 개척하니 행성 간 고립으로 기술 격차가 심해진 것이 세계관의 핵심.
  • 마블 코믹스 - 실버 서퍼. 광속의 16조 배로 1초에 50만 7009광년을 이동한다.[10]
  • 매스 이펙트 - 작중에 등장하는 엘리먼트 제로라는 물질에 전기장을 발생, 물체의 질량을 자유롭게 조절하여 초광속 여행이 가능한 수준으로 만든다.
  • 배틀스타 갤럭티카 - FTL이라는 단어를 SF계에 정착시키는 데 큰 공헌을 한 작품으로서, '워프' 운운이 스타트렉에서 유래했다면 'FTL' 운운은 배틀스타 갤럭티카에서 유래했다 해도 과언이 아니다.
  • 배틀테크 - 도약선과 우주전투함은 케니-후지다 드라이브를 통한 FTL 도약을 하고, 하이퍼 펄스 제너레이터를 통해 FTL 통신을 한다. 우주 식민지 개척이 이루어지게 된 이유. 물질을 전송하는 K-F 드라이브로는 30광년 거리가 안전 최대치지만, HPG를 통한 FTL 통신은 50광년 거리까지 닿는다.
  • 비글호 - 반 보그트의 과학소설 스페이스 비글호 시리즈의 진홍빛 불협화음에 등장하는 우주선으로 익스톨도 쫒아가지 못할 시속 1광년의 속도로 항행한다. 문제는 이 우주선의 동력원이 원자력이라는 것(...). 사실 작품이 발표된 시기가 히로시마에 원자폭탄도 안 떨어진 1939년도 임을 감안하면 원자력을 오버 테크놀로지로 표현할만 하다.
  • 세인트 세이야 - 골드 세인트가 되거나 그 수준으로 코스모를 불태우면 광속으로 움직일수 있다.
  • 소닉 - 카오스 컨트롤, 하이퍼 소닉[11]
  • 스타바운드 - 모든 종족의 우주선이 FTL로 항행한다고 명시되어 있다.
  • 스타워즈 - 초공간도약
  • 스타크래프트 - 워프[12]
  • 스타 트렉 - 워프. 2014년 현재까지 거론된 초광속이동법 중 유일하게 실제 물리학적 가능성이 제시된 개념. 문서 참조.
  • 스텔라리스 - 스텔라리스/FTL 참조.
  • 스포어 - 우주 단계에 입성해 고향행성의 바로 옆 행성의 파괴된 우주선을 조사하면 갑자기 초광속 모듈이 생기면서 항성간 항행이 가능해진다. 항속에 대한 텍스트는 일절 없지만, 게임상의 지구의 하루 길이로부터[13] 계산시 대략 광속의 380만 배 즈음으로 추정된다.[14] 무역선들은 은하를 잘만 횡단하는 듯 보이나 플레이어가 조종하는 우주선은 풀업해도 1번의 항해거리가 20파섹(65.2광년)이 최대에 불과하다. 중력에 영향을 많이 받는 항법이라서 은하 중심부에선 풀업 상태에서 범위가 3파섹까지 줄어든다.[15]이 항법은 플레이 타임을 늘어지게 만드는 두 가지 단점을 갖는다.
    먼저, 행성/항성간 도약을 하려면 대기권/행성계를 벗어나야 한다.[16] 그리고 행성 및 항성간 이동만 가능하다.[17] 게임상의 은하는 별의 수가 적어서 나선팔 사이를 오가려면 통상 항해로는 은하 중앙 팽대부까지 빙 돌아가야 한다.[18]
  • 엘리트: 데인저러스 - FSD(Frame Shift Drive)를 사용하면 광속의 2001배까지 우주선을 가속할 수 있으며, 초공간도약을 사용하면 광년 단위의 거리를 수십초만에 돌파할 수 있다.
  • 유희왕 5D's - 액셀 싱크로 소환
  • 은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서 - 초공간도약과 이보다 우월한(…) 순수한 마음 호의 무한 불가능 확률 추진. 비스트로매틱스(주점수학) 추진도 있다.
  • 은하영웅전설 - 펄스 워프 항법. 광속의 50배 속도로 항행할 수 있다.
  • 천원돌파 그렌라간 - 천원돌파 이상부터 초광속의 움직임을 보인다.
  • 콜 오브 듀티: 인피니트 워페어 - 멀티플레이어 모드에서 나오는 전투 모듈중 이름부터가 초광속인 (영어판에선 FTL) 전투 모듈이 있다. 이름답게 사용하는 페이로드중 초광속 도약이 존재.
  • 크툴루 신화 - 비야키. 광속의 400배까지 날 수 있다.
  • 팀 포트리스 2 - 엔지니어의 차원이동기[19]
  • 파이브 스타 스토리 - 광속 드라이브. 말이 광속이지 실제론 초광속이다. 야크트 미라쥬의 경우 광속의 약 8×365배, 즉 3시간이면 1광년을 이동한다는 것. 더 무서운 것은 대형 함선의 경우 더 빠르게 이동한다는 것이다.
  • 퓨쳐라마 - 현실고증을 거쳐 초광속을 구현해내진 못했지만 대신 빛의 속도 자체를 늘리는 방법으로 유사 초광속을 구현했다. 현재 기준으로 보면 초광속, 퓨쳐라마 기준으론 그냥 광속으로 우주를 여행하고 다닌다.
  • 헤일로 시리즈 - 슬립스페이스 점프 - UNSC, 코버넌트, 선조: 초우주를 가로지를 항법으로, 초공간도약이라 볼 수 있다. UNSC의 함선이 하루에 3광년을 조금 못미치게 이동할 수 있으므로 대략 광속의 1천 배 정도다. 일반적인 코버넌트 함선은 광속의 약 33만 배 정도로 하루에 912광년을 이동할 수 있고, 항모들은 대략 광속의 90만 배 가까이 된다.
    선조의 함들은 꽤 느린 게 광속의 2백만 배를 넘으며, 일반적인 함선이 은하를 몇 시간만에 횡단할 수 있다. 가장 빠른 함은 3~4만 광년을 4분여 만에 가로질렀으므로 이는 광속의 악 40억~50억 배에 달한다. 하지만 슬립스페이스 항법으로는 물리법칙적인 한계가 존재하기 때문에 다른 먼 은하로는 갈 수 없다.[20] 한편 슬립스페이스는 항법으로써만이 아니라 텔레포터나 함포등으로 응용 가능하다. 선조는 3억km 크기의 다이슨 스피어를 농구공 크기로 압축하거나 다른 여러 아공간들을 개척해냈다.
  • Big Rigs: Over the Road Racing - 후진을 할 때에 무려 광속의 148배인 1000억 마일부터 시작해서 심지어는 광속의 18,341,329×1021 배까지 돌파한다. 이 분야에서 속도가 무한이거나 즉시 도착하는것을 제외하면 1위이다...
  • DC 코믹스 - 플래시. 원래 초창기의 플래시의 최대 속도는 1100km/h였지만 시간이 지남에 따라 설정이 바뀌어서 초광속이 되었다. 전성기 때는 광속의 3해 배로 이동시간이 '즉시'인 몇 놈들 빼곤 이 분야의 최강자, 다만 여러 코믹스에서는 초광속을 표현하기 힘들기 때문에 독자들 눈에는 초광속은 아니고, 그냥 엄청나게 빠른 정도로만 나온다. 애초에 킹덤컴 플래시는 그냥 우주 어디에나 존재하며 또 존재하지 않는 말그대로 속도가 무한이다. 또한 슈퍼맨역시 초광속으로 비행할 수 있다.
  • EVE 온라인 - 워프 드라이브, 점프 게이트, 점프 드라이브. 워프 드라이브는 항성계 내에서, 점프 게이트와 점프 드라이브는 항성계 사이를 초광속으로 움직이기 위한 이동 수단이다. 게임 내에서 워프를 하면 행성과 별이 움직이면서 정말로 광속의 1000배 이상의 속도로 움직이는 느낌을 낸다. 행성 같은 물체를 통과할 때에도 시각 효과가 구현되어있다. 워프로 움직이는 동안은 무적이고 워프로 도망간 목표를 쫒기가 여간 귀찮은 게 아닌지라, 이브의 PvP는 대부분 상대방이 워프를 하지 못하도록 묶음으로써 시작된다.
  • FTL: Faster Than Light - 게임 제목부터가 초광속. 항성계마다 신호소라는 것이 존재해서 신호소에서 신호소로만 이동 가능한 듯. 아광속 이동에는 연료 소모가 없으나 초광속 이동 시에만 연료가 1개씩 소모된다.
  • Warhammer 40,000 - 워프항법과 웹웨이[21], 타이라니드의 중력을 이용한 초광속 항법, 네크론의 무관성 추진기[22]를 이용한 초광속 항행법.

6. 관련 문서


[1] 이는 단순화된 설명이다. 질량이 0인 이동중인 광자도 구속된다는 점 참조.[2] 정확히는 허수의 에너지다. 식에서 볼 수 있듯이 분모에는 제곱근이 들어가는데, 광속을 넘게 되면 제곱근 안의 값이 작아지다 못해 '''음수'''가 되어 (분모가 순허수, 분자는 그대로 이므로) 순허수가 되는데, 여기서 물체가 원래 가지고 있던 에너지인 mc^2을 빼준 만큼을 공급해 줘야 한다. 광속일 때는 분모가 0이 되므로 무한대의 에너지가 필요해진다.[3] 자세하게 알고 싶다면 특수 상대성 이론을 참조.[4] 빛이 도달하는데 우주의 나이 보다 더 오래 걸리는 거리.[5] 온갖 별 사고실험과 공식으로 이미 증명된 사실이다.[6] 애초에 이 동네는 어느 정도 수준 이상의 개체가 물리 법칙을 뒤틀어서 무기를 휘두르는 순간은 자신의 무게를 가볍게, 적에게 적중하는 순간은 무겁게 하면서 충격을 극대화한다거나 하는 걸 당연시하는 문명들이 널려 있기에 가속만으로 초광속을 내는 건 애들 장난일지도 모른다. [7] 게이트마저도 생산기술이 소실되어 대전쟁시절의 게이트들을 유지하고 있었으며, 최근에 게이트 생산기술이 복구됨[8] 대략 초속 3.9 제타미터이다. 10시간 안에 관측 가능한 우주 어디에든 도달할 수 있는 속력.[9] 근데 타디스는 타임머신이라 어디까지 얼마나 걸린다는 것 자체가 의미가 없다(...) 1미터 떨어진 곳으로 이동하는 데도 백만년 걸릴 수 있고, 다른 다중우주로 이동하는 데도 몇 분이면 족할 수 있다. 생각해 보라. 12시 정각에 A라는 지점에서 출발하여, 타디스의 전속력으로 100시간 걸리는 B라는 곳으로 이동했다고 치자. 시간여행을 병행해서 도착시간을 12시 1분으로 설정하면 이동에는 1분이 걸린 셈이다(...)[10] 이는 닥터 후의 타디스보다 빠른 속도이다![11] 아광속인 슈퍼 소닉의 속도와 능력 모두 완벽한 상위호환인걸 보면 광속은 뛰어넘는다고 봐야한다.[12] 프로토스는 거대 함선부터 관측선같은 조그마한 비행체까지 차원도약이 가능해 마음대로 시공간을 뛰어다니고 모든 병력과 건축물 등을 워프 게이트로 소환시킬 수 있으며, 테란의 전투순양함도 차원도약이 가능하다. 지구의 UED 원정군은 6만 광년이나 떨어진 코프룰루 구역을 불과 몇 달만에 주파해버리는 위용을 보였다.[13] 다른 행성들은 무시하고 지구를 기준으로 했으며, 하루가 현실에서 12분마다 바뀐다. 우주선은 65광년을 4.5초만에 이동하므로 9분에 65광년을 움직이는 셈이다.[14] 은하 방위상의 거리는 지도상 액면 거리의 20배다.(은하 중심에서 7파섹 떨어진 별은 은하 좌표상으론 140파섹 떨어져있다고 나온다.) 이를 고려할 경우엔 광속의 약 7천6백만 배 정도다.[15] 그록스의 영토 경계 즈음에서 한 번 10파섹으로, 조금 더 가면 5파섹, 3파섹으로 줄어든다. 은하의 중심을 한번 답사하고나면 왜인지 중력의 영향을 받지 않게된다.[16] 렌더링에 로딩 시간이 조금 들기도 하고, 스크롤을 통해 확대 및 축소를 하므로 이 또한 시간 낭비 요소가 된다.[17] 빈 우주로는 갈 수 없다.[18] 웜홀 키가 있으면 도처의 블랙홀을 통해 먼 곳으로 갈 수는 있지만, 어디로 연결돼있는 지는 가봐야만 아는데다 컷씬 스킵이 안된다. 블랙홀의 연결도 복불복이라서 목적지에 가까운 곳의 블랙홀과 연결된 것을 찾아다녀야 한다.[19] 코믹스에서 미래에서 온 엔지니어가 만들어서 과거로 왔다.[20] 은하에서 아주 멀지 않은 곳까진 갈 수 있어서 아크는 은하로부터 26만 광년 정도 떨어진 곳에 건설됐다. 반면에 스포일러는 스포일러에 기반한 항법으로 온 우주를 누빌 수 있었다.[21] 설정상 이 둘은 초공간도약에 가깝다.[22] 관성의 법칙을 문자 그대로 무시한다.

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