|
상대성 이론 Theory of Relativity |
|||
|
{{{#!wiki style="margin:0 -10px -5px" {{{#!wiki style="word-break: keep-all;" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin:-6px -1px -11px" |
<rowcolor=#2A1A5B> | 특수 상대성 이론 | 일반 상대성 이론 |
| <colcolor=#00a0de><colbgcolor=#2A1A5B> 배경 | 상대성 이론/역사 · 맥스웰 방정식 · 마이컬슨-몰리 실험 | ||
| 기초 가설 | 상대성 원리 · 광속 불변의 원리 | 등가 원리( 중력 · 관성력) | |
| 이론 체계 | 시공간( 세계선 · 고유 시간 · 고유 길이 · 민코프스키 다이어그램 · 아인슈타인 표기법) · 미분기하학( 리만 다양체) | ||
| 로런츠 변환( 로런츠 인자) · 로런츠 군 |
아인슈타인 방정식 ·
힐베르트 액션 ( 슈바르츠실트 계량 · 라이스너-노르드스트룀 계량 · 커 계량/커-뉴먼 계량) |
||
| 현상 | 동시성의 상대성 · 시간 지연 · 길이 수축 · 질량-에너지 등가원리 · 상대론적 효과( 도플러) | 중력 렌즈 효과 · 중력파 · 적색편이 | |
| 응용 및 심화 | 기본 상호작용 · 상대론적 역학 · 상대론적 전자기학 · 양자 전기역학 · 천체물리학( 천문학 둘러보기) · 통일장 이론 · 루프 양자 중력 이론 · 타임 패러독스 · 중력 자성 | ||
| 쌍둥이 역설 · 막대와 헛간 역설 · 아광속 · 초광속 · 타키온 | 중력자 · 블랙홀( 블랙홀 둘러보기 · 사건의 지평선 · 중력 특이점 · 양자블랙홀) · 우주론 · 우주 상수 | }}}}}}}}}}}} | |
1. 개요
Tachyon빛보다 빠르게 움직이는 입자로서, 관측된 적은 없으며 물리학 상의 가설로만 존재하는 물질.
이름에서 '타키'(tachy)는 빠르다는 의미인 그리스어며 타디온에서 '타디'(tardi)는 느리다는 의미다. 타키온이란 이름은 제럴드 파인버그가 1967년에 낸 논문에서 처음 나왔다.
2. 상세
흔히들 잘못 알고 있지만 상대성 이론은 빛보다 빠른 물질의 존재를 부정하지 않는다. 상대성 이론은 빛보다 느린 물질을 가속하여 광속에 도달하기 위해서는 무한대의 에너지가 필요함을 이야기할 뿐이다. 무한대의 에너지라는 것은 실질적으로 존재할 수 없으므로, 현실에서 빛보다 느린 물질을 광속 이상으로 가속하는 것은 불가능하다는 결론을 내릴 수 있다. 우리 주위에 있는 대부분의 물질은 빛보다 느린 속도로 움직이므로, 일상 수준에서는 '빛의 속도보다 빠르게 움직이는 물질은 없다'라고 피상적으로 이해해도 큰 무리는 없다.그러나 위의 결론의 전제조건을 잘 생각해 보면, 태생적으로 빛의 속도 혹은 그 이상의 속도를 갖는 물질은 상대성 이론이 부정하지 않는다는 사실을 알 수 있다. 실제 태생적으로 빛의 속도로 움직이는 물질로 광자를 들 수 있다. 그렇다면 태생적으로 빛의 속도보다 빠르게 움직이는 물질을 가정한다면 상대성 이론을 위반하지 않으면서도 존재할 수 있다. 다만 일반적인 물질(타디온)과 상호작용할 수 없으니 존재한다 해도 의미가 없을 뿐.[1] 이 가상의 입자를 타키온이라고 한다.
허수 정지 질량을 가지며 에너지를 잃을수록 속도가 빨라지는 특징이 있다. 에너지가 무한대일 때 빛의 속도까지 감속하며, 에너지를 모두 잃었을 때 무한대의 속도를 내게 된다고 이론상으로는 말한다. 허수[2]라는 수학적 개념이 질량에 도입된 시점에서 수학적으로나 설명 가능할 뿐, 자기 홀극처럼 발견되지 않은 입자다. 일단 '11차원 우주가 불안정한 상태'일 때는 타키온이란 존재를 허용함이 이론이다.
만약 존재한다면 속도와 시간 방향에서 일반 물질과 대칭이 되는 물질이다. 타디온(물질) 최고 속도가 광속이므로 타키온 최저 속도며 타키온에 '다가가는' 방향으로 이동하면 오히려 멀어지고 '멀어지는' 방향으로 이동하면 가까워진다. (하지만 결코 닿을 수는 없다.) 앞서 말했듯 시간도 반대로 움직이므로 '과거'로 시간 여행을 하려면 반드시 필요한 물질이다. (타디온은 아무리 가속한다 한들 상대적 시간 흐름은 한없이 0에 가까워질 뿐이며 가속한 대상이 주관하는 시간 흐름은 변하지 않기에 결국 눈 깜짝하니 '미래'로 가는 일방 통행밖에 할 수 없다.)
초끈이론 학설 중 일부는 존재 자체를 부정하고 있지만 (초대칭 이론을 도입하면 대개 허수 질량으로 진동하는 끈은 재규격화되어 사라진다.) 이 이론이 맞을지가 의문이고 초끈 이론 학설 중에는 타키온을 묘사하기도 해서 진짜 존재하지 않을지는 아직 불명이다.
3. 대중매체에서
- 스타트렉, 특히 더 넥스트 제너레이션(TNG) 후 시리즈에서 밥먹듯 등장한다. 대개 타키온 입자를 뿌려서 미세한 우주 현상이나 클로킹으로 숨어있는 우주선을 잡아내는 역할로 쓰인다. '위상 반전 타키온 펄스'(Inverse Tachyon Pulse)는 트레키들이 꼽는 대표 ' 테크노바블', 즉 '과학으로 그럴듯하게 보이려는 설정놀음용 설정놀음' 대명사다. 스타 트렉 온라인에서는 아예 타키온 빔(Tachyon Beam)이라는 사이언스 브릿지 오피서 스킬도 있는데 사용 시 적군 함선의 실드를 4초간 일정량 깎는다. 보그와 싸울 때 굉장히 성가시게 하는 요소로, 보그가 쓰는 타키온 빔에 맞으면 몇 초만에 실드가 바닥이 나 버린다. 왜냐면 보그가 쓰는 타키온 빔은 초당 3000-3500 실드를 깎는데 플레이어 함선이 날고 기어도 실드 수치가 30,000을 넘긴 적이 별로 없다.
- 가면라이더 카부토는 이 타키온 입자를 이용해 클락 업이나 필살기를 사용한다. 둘 다 대량의 타키온 입자를 사용하기 때문에 클락 업 상태에서 필살기를 사용했을 때 클락 업이 풀린다.(클락 오버) 물론 설정을 무시하고 몇 번 더 쓴 적도 많다.
- 이재창의 SF 소설 기시감에서 초광속 항행의 근간이 되는 입자이기도 하다. 초광속 항행을 해야 하는 질량 전체를[3] 타키온으로 변경, 허수우주로 진입해서 빛보다 빠른 것은 '보통 우주'에는 없다는 물리학자도 항공 우주 공학자도 모두 행복한 해피 엔딩이라나. 어째선지 유전자 조작이 되지 않은 지구의 생명이나 무기물을 사용한 기계만 활용이 가능.
- 나이트런에서는 타키온 드라이브라 하여 함선을 크게 가속할 수 있는 기술로 등장한다. 다만 게이트나 블랙홀 엔진 등을 활용하면 공간압축과 워프가 가능한 시대라 중요한 순간에 활약하기보다는 조연급 함대가 서둘러 움직이고 있음을 묘사하기 위해 많이 쓰인다
- 테이크 타키는 여기서 이름을 따왔다고 한다.
- 유희왕 ZEXAL에 등장하는 오버 헌드레드 넘버즈인 No.107 갤럭시아이즈 타키온 드래곤과 CNo.107 네오 갤럭시아이즈 타키온 드래곤에 있는 말 '타키온'은 여기서 따왔다. 한자로 '시공룡'이라 읽음과 효과가 모두 시간 역행과 관련 있음도 타키온 성질을 기반으로 했다.
- 왓치맨에서는 타키온 기술이 존재하나 언급만 되는데, 오지만디아스(왓치맨)이 닥터 맨하탄의 예지를 방해하기 위해 자신의 기지에 타키온 기계를 설치해놓고 있었다. 입자를 읽어서 미래를 완벽히 예측할 수 있는 닥터 맨하탄도 타키온 입자로 인해 그와 관련된 미래는 매우 불확실하게밖에 볼 수 없다.
- 스텔라리스에서는 일종의 레이저 병기인 '타키온 랜스'가 최종 티어로 등장하는데 전력을 미친듯이 먹는만큼 무지막지한 위력을 보인다. 가장 넓은 범위를 스캔하는 함선 레이더도 타키온 레이더.
- 노인의 전쟁 에서는 도약추진기술을 미리 감지하는 콘수의 기술이 담긴 장치로 등장한바 있다.
- 마블 코믹스의 엑스맨에 등장하는 릴라 체니라는 뮤턴트는 은하간 텔레포트 능력을 가지고 있는데, 자신과 다른 사람들 또는 사물을 성간 거리, 심지어 은하수마저 가로질러 운반할 수 있는 타키온 필드를 생성하는 능력이다. 이 타키온 필드는 물질을 빛보다 빠른 입자로 변환해서 이동시킨다.
- 미국 드라마 플래시에서는 시즌 1 에피소드 9에서 머큐리 연구소가 이 타키온의 프로토타입을 개발해낸다. 이후 리버스 플래시가 그걸 먹튀해서 자신의 스피드 포스를 충전하기 위한 장치로 만든 건 덤. 나중에 파이어스톰의 육체가 핵폭발하는 것을 막기 위해 '양자 접합기(Quantum Splicer, 퀀텀 스플라이서)'로 개조된다. 이후 시즌 3 에피소드 18에서 스피드포스를 강화시키기 위해 타키온 장치를 사용하여 줌을 뛰어넘는 속도를 가지게 된다.
- 라이트노벨 문제아 시리즈에선 작중엔 이 타키온의 상위호환격이라는 성신입자체가 작품 핵심 떡밥을 쥐고 있다. 정확힌 성신입자체가 실수체 허수체 호환체로 나뉘는듯하며 이중 허수체가 타키온이다. 이로인해 우주진출 떡밥도 존재한다
- 스텔라 블레이드의 등장인물 중 하나인 타키는 타키온을 상징하는 그 이름답게 가장 몸놀림이 빠르다고 소개되어있다.
- 조이드의 에너지 라이거는 타키온 입자를 순환해 동력을 얻는다.
- 보드게임 타임 스토리즈에서 시공간 여행을 하게 해주는 매개체로 나온다.
- 투모로우랜드(영화)에서 데이빗이 “이 타워는 빛보다 빠른 타키온이란 물질을 통해 에너지를 이동시키지. 우린 약 40년 전에 발견했지만 너희 세계의 과학자들을 존재 여부조차 몰라.”라고 하였다.
[1]
물리학 더 나아가 모든 자연과학은 당연히 계측 기구로 계측할 수 있는 물리량을 다루는 학문인데, 계측이란 계측 기구와 시료의 상호작용을 의미한다. 즉 어떤 물질과도 상호작용할 수 없는 대상이라는 말은 어떤 계측 기구로도 검출할 수 없다는 말이니 물리학적으로 아무런 의미가 없는 대상이 된다.
[2]
참고로 음수 질량은 생각하지 않는다.
[3]
따라서 우주선 일부만 허수화되는 것이 아니다. 모든 질량이 허수화하는 것.