반대로 흐르는 시간 - 양자역학과 신학

음의 시간, 그 기묘한 영(0) 아래의 세계

 

최근 토론토 대학교 연구팀이 측정한 '음의 시간(Negative Time)'은 물리학계를 넘어 시간이라는 고정관념에 거대한 균열을 내고 있다. 물리학을 어느 정도 안다고 자부하던 나 역시 꽤 당혹스러운 결과였다.( Physicists have measured 'negative time' in the lab)

 

음의 시간이란 무엇인가? 보통 시간은 0에서 출발해 앞으로만 흐르는 양(+)의 물리량이다. 그런데 이번 실험에서 측정된 시간은 마이너스(-)였다. 비유하자면, 터널에 진입한 차가 통과하는 데 걸린 시간을 재보니 '마이너스 1분'이 나온 셈이다. 즉, 채 들어가기도 전에 이미 나와 버린 것 같은 현상이다.

 

연구팀은 극저온으로 냉각된 루비듐 원자구름에 단일 광자를 쏘아 보냈다. 핵심은 '약한 측정(Weak Measurement)'이라는 기법이다. 양자 세계는 관측하는 순간 상태가 변하기에, 시스템을 무너뜨리지 않을 정도로 살짝만 엿보는 방식이다. 측정 결과, 광자가 원자와 머문 시간이 음수로 나타났다. 계산 오류가 아니라, 광자가 원자와 분명히 상호작용을 마친 후 얻어진 실제 데이터다.

 

확률의 파도가 만들어낸 '어쩌면'의 사건

 

양자역학의 세계는 확정된 길이 아니라 '확률의 중첩'으로 이루어져 있다. 광자가 원자를 통과할 때, '반응하며 통과하는 경로'와 '그냥 지나치는 경로'가 확률적으로 동시에 존재한다. 이 확률들이 서로 간섭을 일으키면, 측정값의 평균이 마이너스 영역으로 튀어나오게 된다.

 

이것이 인과율을 파괴하는 타임머신은 아니다. 다만 특정 조건에서 '사건의 순서가 우리가 아는 선형적 흐름을 따르지 않을 수 있다'는 기묘한 가능성이다. 솔직히 말하면, 이 대목에서 차라리 광자가 우리 모르는 다른 차원에 잠깐 묶여 있었다고 해석하는 게 속 편하다. 수식보다 훨씬 직관적이니까. 물론 이건 과학이 아니라 위안이다. 어차피 인간은 이해가 안 되면 더 높은 차원을 발명해 왔다.

 

그래서 A는 여전히 1입니까

 

여기서 잠깐 방향을 틀어보자.

 

빛 한 알갱이가 시간을 거스를 수 있다는 사실이 밝혀지는 동안, 우리 중 일부는 여전히 성경의 어떤 구절이 '문자 그대로 정확히 이런 뜻'이라고 확신에 차서 선언한다. 과학은 툭하면 자기 교과서를 뒤집는데, 신학의 어떤 진영은 400년 전 해석을 쐐기처럼 박아두고 그 위에 신앙의 집을 짓는다.

 

광자는 음의 시간을 통과하는데, 설교 중 "과학은 다 거짓말"이라고 외치는 분의 손에는 스마트폰이 들려 있다. 그 스마트폰이 작동하는 원리가 바로 이 양자역학이다.

 

파인만은 말했다. 양자역학을 완벽히 이해한다고 생각하는 사람은 사실 양자역학을 이해하지 못한 것이라고. 이것은 물리학자의 겸손이다. 우주의 가장 작은 단위를 다루는 사람들이 "우리는 아직 모른다"라고 고백할 때, 우주를 만든 분의 뜻을 다 안다고 확신하는 일부 목회자들의 자신감은 도대체 어디서 오는 걸까.

 

욥은 도대체 왜 회개했을까?

 

성경에 욥의 친구들이 나온다. 그들은 욥이 왜 고통받는지 완벽하게 설명했다. 신학적으로도 논리적으로도 빈틈이 없었다. 그리고 마지막에 하나님은 그 친구들에게 말씀하신다. "너희가 나에 대해 옳은 말을 하지 않았다."

 

A=1이라고 확신하는 사람들이 틀렸다는 게 아니다. 문제는 그 확신의 자세다. 광자 한 알이 우리의 시간 개념을 뒤집는 이 우주에서, 우리가 신의 뜻을 손바닥 위에 올려놓고 설명할 수 있다는 태도야말로 욥의 친구들이 보여준 그 오만과 정확히 닮아있다.

 

욥은 회개했다. 그런데 흥미롭게도 욥은 하나님께 따지고 물었기 때문에 회개한 게 아니었다. 자신의 무식함을 회개한 것이었다. 그렇다면 다 안다고 확신했던 친구들이 더 깊이 회개해야 했다.

 

문명이 화성 테라포밍을 논하고 AI를 만들어낸 지금도, 빛 한 알갱이의 행방을 우리는 아직 완전히 모른다. 그 '모름' 앞에서 과학자는 실험을 계속하고, 신학자는 해석을 계속 다듬어야 한다. 아무 생각 없는 광자도 겸손하기에, 우리는 더 겸손해야 한다.