인터스텔라에서 다룬 심도 있는 과학 이야기
2014년 11월, 크리스토퍼 놀란 감독은 그동안 SF영화에서 다루었던 신비로운 분위기를 다룬 것에 그쳤다면, 시간에 대한 이야기를 통해 좀 더 과학적으로 접근하였습니다. 세계적인 물리학자 '킵 손'에게 과학적 검증을 의뢰하였고, 검증받은 시나리오에 따라 과학적 오류를 최소화하고자 노력했습니다. 때로는 상상에서 그쳐 정확하게 실제 과학적 증명이 어려운 상황을 오히려 영화 속에서 이를 고증하듯이 촬영하여 많은 이들로 하여금 감탄을 자아내기도 하였습니다. 오늘 영화 속에서 나오는 여러 가지 상황들을 통하여 실제 과학적인 내용들과 연관 지어서 살펴보려고 합니다. 영화의 배경은 지금으로부터 머지않은 2067년을 배경으로 하고 있습니다. 인류는 극심한 식량난에 처하여 대부분의 인류는 농업에 종사하여 식량을 해결하는 일에 몰두하고 있습니다. 학교에서조차 과학보다는 농사를 통하여 당장 먹고사는 것이 중요한 것임을 강조하는 상황이 되었습니다.
어느날 주인공의 딸이 아빠에게 책장에서 책이 자꾸 떨어진다며 아무래도 유령이 있는 것 같다고 했습니다. 주인공은 딸에게 유령은 없다고 이야기해주면서 과학적으로 접근을 해보자고 하며 딸의 마음을 달래주었습니다. (여기서 책이 떨어지는 장면은 영화 속에서 매우 중요한 복선으로 작용하여 영화의 시작과 끝을 이어주는 단서가 됩니다.) 며칠 후, 주인공 가족은 야구경기를 관람하러 갔다가 갑자기 극심한 모래폭풍이 불어와 집으로 모두 대피를 하게 되었습니다. 그러나 창문이 열린 틈으로 모래가 방으로 들이닥쳤고, 중력 이상의 현상으로 모래가 바코드와 같은 줄무니를 만들게 됩니다. 이를 이진법으로 풀어내어 특정한 좌표를 알아낸 주인공은 그 좌표의 위치를 향하여 차를 타게 되고 딸인 머피도 몰래 차에 탑승하여서 그 장소로 아빠와 함께 향하게 됩니다. 그 장소는 인류의 극심한 식량난에 모두가 농업에 종사하고 있는 이때, 비밀리에(?!) 과학을 연구하고 있는 미 항공우주국, 즉 NASA가 위치한 곳이었습니다. 많은 사람들의 무관심 속에 정부에서는 비밀리에 식량난을 해결하려는 노력을 우주에서 찾고자 하였고, 과거 우주비행사 출신이었던 주인공을 그곳까지 오게 한 것입니다. 우주로 떠나는 라자로 프로젝트를 함께 할 것인지 안 할 것인지에 대해 선택의 기로에 선 주인공.
딸 머피는 아빠가 가지 않기를 바라고 있었습니다. 단순히 불안한 마음이만이 아니라, 책장에서 떨어진 책들에서 모스부호를 읽게 되었던 것입니다. 모스부호는 "S T A Y"라는 메시지였고, 딸은 아빠에게 그 이야기를 했지만 결국 아빠는 떠나게 됩니다.
인터스텔라에서 다루는 상대성 이론
상대성 이론이라는 말에 사람들은 아 이렇게 어려운 것을 어떻게 이해하라는 것이지? 하는 의문부터 갖고 접근하게 됩니다. 보통 사람들은 이것이 맞을 것이다라고 생각하는데, 과학이론에서는 전혀 다르게 이해해야 하기 때문에 쉽게 접근하기 어려운 것이 사실입니다. 구시대의 과학자인 아리스토텔레스는 '세상의 모든 물체는 정지해있는 것이 본질'이라고 생각했습니다. 그 이후 시대의 갈릴레오 갈릴레이는 '정지 상태란 본질적으로 존재하지 않는다'고 생각했습니다. 여기에 알버트 아인슈타인이 주장하는 상대성 이론은 '서로 다른 속도로 움직이는 두 물체 사이의 관계'에 대해서 설명하는 학문입니다. 움직이는 서로 다른 두 사람이 상대방을 바라볼 때 생기는 속도 차이를 상대속도라고 합니다. 상대 속도가 특수한 경우, 특수 상대성 이론에 해당합니다. 우리가 일상적으로 생각하는 시간의 개념은 단지 사건이 일어난 순서대로의 배열이 아니라는 것입니다. 즉, 시간이 다르게 흐른다는 것을 말합니다. 어떤 사건이 일어난 순서와 시간을 이야기할 때 그 사건을 어떤 사람의 관측하고 있느냐를 지정하지 않으면 시간이라는 의미가 전혀 달라지는 것입니다. 같은 속도로 이동하는 물체를 볼 때, 첫 번째로 물체에서의 시간이 느리게 가고, 둘째로 물체의 길이가 축소되어 보이며, 셋째로 물체의 질량이 증가되어 보입니다. 즉, 시간과 공간은 절대적이지 않습니다. 물리량이 아니라, 측정을 하는 기준에 따라서 달라지는 것이 상대적인 물리량이라고 말할 수 있습니다. 시간과 공간은 독립적은 변수가 아니라, 서로 밀접하게 연관되어 있다고 생각하면 됩니다. 영화 속에서는 이 상대성 이론을 가지고 여러 가지 설정을 합니다. 주인공이 지구를 떠나서 머나먼 우주로 이동을 하게 됩니다. 토성 근처 웜홀을 통하여서 블랙홀로 가게 됩니다. 지구와는 전혀 다른 중력 형태의 여러 행성을 경험하게 되고, 위에서 말한 상대성 이론에 의하여 밀러 행성의 1시간은 지구에서의 7년에 맞먹는 시간 지연이 발생하고 있다는 것을 알게 되었습니다. 밀러 행성을 방문한 레인저 호의 조종 시스템의 고장으로 인해서 물을 빼내야 합니다. 엄청난 해일과 같은 파도가 오기 직전에 엔진을 복구하고 밀러 행성을 탈출하여 인 두어 런스 호로 돌아오는 데 성공하게 됩니다. 하지만 모선에 남아있는 선원은 23년 4개월 8일이라는 세월이 흘러갔고 수염과 머리에서 흰머리가 약간씩 날정도로 노화해 있었습니다. 밀러 행성의 3~4시간이 행성 밖에서는 23년 넘는 세월의 상대적인 시간의 흐름이 발생하였던 것이다.
5차원에서 바라보는 4차원의 세상
영화의 초반에 책이 떨어지고 이 뜻을 해석하였을 때, S T A Y라는 글자를 만들어 내며 딸 머피에게 아빠의 우주 프로젝트 참여를 말리게 하였던 정체는 과연 무엇이었을까? 주인공 쿠퍼 박사는 블랙홀 속에서 5차원의 세상을 직접 경험하고 5차원 세상의 조력자들로부터 도움을 받게 됩니다. 쿠퍼 박사는 시공간을 뒤틀어서 과거의 자신과 딸이 헤어지기 전의 4차원 세계로 접근하여 중력을 매개로 하여 의사를 전달하게 됩니다. 여기서 우리가 생각할 것은 어떻게 5차원의 공간에서 과거의 자신에게 접근할 수 있는지에 대한 의문이 생깁니다. 1차원 점은 2차원 면의 형상을 이해하지 못합니다. 2차원의 평면은 높이를 가늠하거나 상상할 수 없습니다. 3차원의 공간에서는 시간의 개념이 없이 3차원의 공간만이 존재할뿐 시간의 흐름에 대해서는 인식할 수 없습니다. 하지만 역으로 높은 차원에서 아래 차원을 바라보는 것은 가능합니다. 시간의 차원이 더해진 4차원의 시공간에서는 사진이나 영상을 통하여서 3차원의 공간을 기록하거나 다시 들여다볼 수 있습니다. 3차원의 부피를 가진 공간에서 절단면 등을 통하여서 2차원의 평면공간을 분석해낼 수 있고, 2차원의 면으로 이루어진 공간에서는 다시금 선으로 이루어진 1차원의 세상을 분석하여 볼 수 있습니다. 영화적 표현에서의 5차원은 4차원의 수많은 시공간을 펼쳐놓고 바라볼 수 있었습니다. 그중에서 자신이 딸을 떠나던 그 순간으로 찾아가서 중력의 도움으로 머물으라는 "S T A Y" 라는 메시지를 전달합니다. (이는 훗날 많은 영상에서 후회하는 순간의 밈으로 사용되기도 합니다. ) 이처럼 영화의 시작 부분에서 책장의 책이 떨어지는 장면을 통해 의문의 메시지가 전달되었는데, 그것이 결국 주인공인 쿠퍼 박사 자신의 메시지라는 엄청난 반전의 내용으로 흘러갑니다. 블랙홀의 가까운 행성을 탐험하고 지구로 다시 온 쿠퍼 박사는 상대성이론의 상대적인 시간의 흐름의 결과로 인해 할머니가 된 딸 머피를 만나게 됩니다. 이처럼 영화 속에서는 수많은 과학적 이론을 가족과 우주여행, 그리고 인류의 문제를 소재로 하여서 과학적 고증을 최대한 담아 표현하였습니다. 자칫 학문으로 접근하면 너무나 어려울 내용을 영화를 통해서 흥미를 갖게 만들고 더 많은 이들로 하여금 우주의 원리에 대해서 다시 한번 깊이 생각하는 시간을 갖게 만드는 영화였습니다.
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