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1 Page Story/SF Story

우주 항행 기술 이야기

by 늘상의 하루 2020. 10. 15.

 

내가 바로 방구석 우주 황제

스텔라리스

저는 황제 놀음하는 이런 시뮬레이션 장르를 참 좋아하는 것 같습니다. 이번에는 스텔라리스입니다. 은하를 무대로 하고 있으며 SF 소재들이 총출동하는 매력을 지닌 게임입니다.

-그냥 패러독스 게임을 좋아합니다.-

 

이 게임의 문명들은 모두 'FTL' 즉 초광속 항행 기술을 가지고 시작합니다. 우주를 무대로 뛰어다니려면 적어도 우주를 누빌 수 있는 기술은 있어야 하니까요.

 

게임을 플레이하다 보면 재미있는 이벤트가 참 많이 발생합니다.

 

그중 하나가 외계인으로 시작할 때 발생하는 인카운터 중 하나인데 아직 우주 진출을 못한 지구를 찾을 수가 있습니다.

플레이어는 그런 지구인을 대상으로 납치를 하거나 문화 연구를 하거나 기술 계몽을 시킬 수 있습니다.

 

아무튼 SF 장르를 좋아하는 분들에게 꼭 추천드리고 싶은 게임입니다. 패러디 요소가 있는 이벤트도 많고 정석적인 소재들도 많이 등장하기에, 저 같은 장르 빠돌이들은 텍스트를 읽는 것만으로도 즐겁습니다.


글을 쓰기에 앞서 SF 장르의 스테레오 타입은 무엇일까 고민해 봤습니다. 그리고 꽤 납득할만한 결론을 내렸습니다.

 

youtu.be/ZNAHcMMOHE8

최초의 SF 영화인 '조르주 멜리어스'의 '달세계 여행'입니다. 이걸 보고 SF 장르의 스테레오 타입을 결론지었습니다. 하늘에 대한 인간의 갈망이 녹아든 우주여행입니다.

- 차후 로켓 기술에 관해서도 작성해 보겠습니다. -

 

오늘은 '우주 항행 기술'에 대해 이야기를 해 보려고 합니다.

 

E =mc2

 

공식이 의미하는 바는 몰라도 이 공식을 들어보지 못한 사람은 없는 아주 유명한 '아인슈타인'의 '상대성이론'입니다. 설명하자면 '질량을 가진 물질은 빛의 속도를 뛰어넘을 수 없다.'

-이 말은 반대로 질량이 없는 물질은 빛의 속도를 뛰어넘을 수 있다는 말이 되기도 합니다. 이건 차후 타키온이라는 소재에서 다루도록 하겠습니다.-

 

SF 장르에서는 참 어려운 문제입니다.

 

우주를 이동하려면 적어도 빛의 속도로 움직일 능력은 있어야 하기 때문입니다.

 

우주는 우리가 상상하는 것 그 이상으로 계속해서 팽창하고 있으며 지구의 이동 기술로는 끝을 넘볼 수 없을 만큼 광활합니다. 그렇기에 '스페이스 오페라' 장르에서 빠질 수 없는 요소는 바로 우주선의 워프 기술입니다.

 

우주를 모험하는 주인공 일행들이 빛의 속도를 뛰어넘을 수 없다면 그 모든 것에 앞서 분명 누군가는 늙어 죽을 겁니다. 그리고 우리는 인물들이 아무것도 이루지 못한 채 지루하게 늙어 죽는 결말을 바라지 않습니다.

 

물론 소재는 항상 컨텐츠를 만드는 사람이 어떻게 풀어 나가느냐에 따라 달라집니다.

 

우주, 고립, 늙어 죽음. 이러한 소재들을 가지고 이야기를 재미있게 만들 수 있기 때문입니다. 문득 단편 만화 하나가 생각이 났습니다. '오타가키 야스오' 작가의 '최후의 담배'입니다.

 

조난당한 우주선에서 담배를 피우기 위한 주인공의 열정

waterlotus.egloos.com/3421987

 

[오타가키 야스오] 최후의 담배 이야기. 남자의 집념, 한갑 20개비

[오타가키 야스오] 롱 피스월간 빅강강 2013년 6월호 수록 단편 만화만약 담배 입수 불가능의 상황이 닥친다면? 우주선 최후의 승무원이 된 남자와 최후의 담배 이야기. 싸움에 지친 남자가 최후��

waterlotus.egloos.com

 

조난당한 우주선에서 겨우 연명하던 주인공은 우주선의 담배가 모두 소진되었다는 사실을 알고 절망합니다.

 

구조에 대한 꿈과 미련은 모두 포기했기에 그는 직접 담배를 만들 생각을 하게 됩니다. 사소하면서도 강력한 인간의 열정이 매력적으로 드러난 작품이라고 생각합니다.

 

워프 기술이 없다는 패널티를 컨텐츠로 승화하여 만들어진 세계관도 있습니다.

 

 

SF 생존 시뮬레이션 게임인 림월드입니다.

 

다만 실제로 플레이해보면 SF 요소는 많지 않고 시대와 비교해서 원시적인 기술이 더 많이 사용되는게 유머입니다. 게임은 생존 시뮬레이션 게임들을 씹어먹을 정도로 굉장히 재미있습니다.

 

림월드의 세계관에서는 워프 기술이 실존하지 않습니다. 물리적으로 불가능하다고 결론짓고 그들은 우주를 여행하기 위해 다른 기술을 연구하기 시작합니다.

 

사람들을 냉동상태로 유지시키며 나이를 먹지 않게 만드는 동면 기술입니다.

 

그 때문에 등장하는 캐릭터들은 모두 동면 나이와 육체 나이를 병기하며 때로는 자식이 부모보다 나이가 많은 상황도 심심치 않게 등장하곤 합니다. 이것 외에도 워프가 없다는 사실만으로 여러 문제들이 발생합니다.

 

각 행성 간의 교신 난이도 상승.

여행 도중 지인들의 자연사.

동면 여행 중 예기치 못한 사고.

 

현실에서는 치명적인 문제들이지만 컨텐츠에서는 이런 문제들이 있기 때문에 재미있는 상황들이 많이 발생합니다.

 

물리적 차이부터 문화적 차이까지, '팬도럼'이나 '데몰리션 맨' 같이 동면 기술은 SF 영화에서도 자주 다루던 소재이기 때문에 차후 '동면기술' 역시 정리해 볼 생각입니다.

- 이렇게 쓸 것들이 계속 생겨납니다. -

 

'워프'는 SF를 좋아하는 사람이라면 누구나 주의 깊게 관심을 가지는 주제 중 하나였습니다. 사람은 모험에 대한 낭만이 있고 하늘을 향해 쏘아져 올라가는 로켓에 대한 로망이 있기에 우주여행은 여러 방법들이 제시되어 왔습니다.

 

엄밀히 따지자면 워프라는 단어 자체는 초광속 항행에 속하는 기술입니다.

다만 여기서는 편의를 위해 두 가지를 총칭하는 의미로 사용하겠습니다.

 

1. 초광속 항행 [ Faster Than Light : FTL ]

2. 초공간 도약 [ Hyperspace Jump / Slipspace Navigation ]

 


초광속 항행

광속으로 이동하는 장면에서 자주 쓰이는 효과

스페이스 오페라 장르의 영화나 드라마를 좀 봤다면 익숙한 장면입니다.

 

3, 2, 1 카운트 다운 발진!

 

이런 느낌으로 승무원들은 모두 관성에 뒤로 밀리고 롤러코스터가 급발진하는듯한 연출을 많이 사용합니다. 벌써 이것만 들어도 SF 영화의 한 장면이 머릿속에 상상될 정도로 클리셰가 되어버렸습니다.

 

아쉽게도 위 이미지의 진위는 확인할 수 없습니다.

 

해당 이미지는 'FTL 상태로 돌입했을 때 바깥세상이 어떻게 보일까'라는 상상으로 만들어진 이미지입니다. 별들의 사이를 눈으로 감지할 수도 없을 정도로 빠른 속도로 스쳐 지나가면 어떻게 보일까요?

 

빛의 속도는 항상 일정합니다. 그건 달리는 차 안에서도, 가만히 서 있는 밖에서도 마찬가지입니다.

 

'길이 수축 현상'으로 인해 짧아 보일까요? 아니면 위 이미지처럼 늘어나듯 스파게티 효과로 보일까요?

 

우주에서 저 모습을 확실하게 볼 수 있는 방법은 '블랙홀'에 빨려 들어가는 '국수 효과' 뿐이라고 말하기도 합니다.

 

물론 위 이미지가 연출적으로 멋진 장면임은 부정할 수 없는 사실입니다.

 

저도 저 장면을 참 매력적이라 생각하고 좋아합니다. 마치 빗속을 굉장히 빠른 속도로 스쳐 지나가는 듯한 경험을 전달하기 때문에 그런게 아닐까 싶습니다.

 

그런데 왜 광속이 아니라 초광속으로 이동을 하는지 의문이 들 수 있습니다. 이유는 단순합니다. 빛의 속도로 이동한다고 해도 우주적 관점에서는 코딱지 같은 속도나 다름없기에 그렇습니다.

 

그 빠르다는 빛 역시 다른 행성으로 가기 위해서 짧게는 수십 년, 길게는 수백억이라는 시간이 걸리니 엄청난 수치를 감당하지 못한 인류는 '빛보다 빠르게 달리면 되겠지'라는 '초광속' 개념을 생각하게 됩니다.

 

우주 관련 다큐나 미디어를 보면 나레이션이 늘 하는 말이 있습니다.

 

수백 광년이 걸립니다... 수천 광년이 걸립니다...

 

100년을 사는 인간 입장에서는 감도 잡히지 않고 미치고 환장할 노릇입니다.

 

당장 태양에서 쏘아진 빛이 지구에 도달하는데 8분이 걸립니다. 명왕성에 가려면 5시간이 넘게 걸립니다.

 

아... 이 이야기를 들으면 무언가 깨닫습니다. 우주에서는 빛의 속도로 가도 갈 수 없는 곳이 있다는 사실 말입니다. 인간이 영원히 살거나 모종의 다른 방법이 필요합니다.

 

물론 영원이 사는 것보다 훨씬 더 심플한 방법이 우주에 이미 안배되어 있습니다. '길이 수축 현상'입니다.

 

엥?

 

길이 수축 현상은 물체가 광속에 가까운 속도를 낼수록 길이가 짧아지는 효과를 말합니다. 이는 공간도 마찬가지라서 50광년의 거리를 광속에 가깝게 이동하면 5년도 안되는 시간으로 다녀올 수 있다는 말이 됩니다.

 

엥? 근데 움직이는건 우주선이지 행성들이 아니잖아요?

 

맞습니다. 그러면서 아닙니다.

 

이건 관측자의 입장일 뿐입니다. 우주선의 입장으로 한번 돌아봅시다. 우주선의 입장으로 보면 자신은 가만히 있고 바깥 세상들이 빠르게 스쳐 지나가는 것으로 볼 수 있습니다.

 

주체가 되는 물체의 속도 기준을 0으로 잡으면 그 외의 모든 것들이 변화하게 됩니다.

 

물론 관측하는 지구 입장에서는 어처구니가 없습니다만 현실이 그렇습니다.

 

광속의 가까운 속도로 우주를 여행할 때 승무원들은 10년이 걸린다고 합시다. 시간차가 발생하면서 그들을 관측하는 지구 입장에서는 100년이 흐르게 됩니다.

 

시간은 상대적입니다.

 

인터스텔라는 중력장에 인한 시간 지연 현상을 보여주었다.

 

중력장을 사용하는 것이 조금 다르지만 이러한 시간 지연 효과를 인터스텔라에서 잘 표현한 영화가 있습니다. 아버지가 딸보다 젊은 모습으로 서로 마주하는 그 장면.

 

결국 간다고 해도 시간이 문제가 되는구나... 이런 문제들을 해결하고 빛보다 빠르게 가기 위해 '타키온'이라는 소재가 존재하긴 합니다.

 

타키온은 에너지를 잃을수록 빨라지는 특이한 입자인데 결론적으로 아직 증명되지 않았기에 SF 소재에 포함됩니다. 존재한다고 하더라도 타디온(물질)과 서로 간섭할 수 없다는 등 여러 조건이 붙습니다.

 

물론 SF에서는 써먹기 좋은 소재임은 분명하지만 넘어가도록 하겠습니다. 우선 지금까지 밝혀진 과학적 사실을 정리하면 이렇습니다.

 

질량을 가진 물질은 빛보다 빠르게 움직일 수 없다.

광속으로 이동하면 시간 지연과 길이 수축이라는 효과들이 발생.

광속으로 이동하는 대상은 정지된 대상보다 나이를 적게 먹는다.

 

질량을 가진 물질은 빛보다 빠르게 움직일 수 없다.

 

질량을 가진 물질은 빛보다 빠르게 움직일 수 없다.

 

효과고 나발이고 일단 광속으로 못 움직인다고 ㅎㅎ

 

아인슈타인은 단호합니다.

 

그러나 사람이라는 존재는 항상 답을 찾아내기 위해 노력합니다. 이러한 벽과 마주하여 탄생한 이론이 바로 '알큐비에레 드라이브'입니다.

알큐비에레 드라이브의 원리

 

알큐비에레 드라이브를 쉽게 말하자면 이렇습니다.

 

A : 엑셀을 아무리 밟아도 제시간에 도착 못해

B : 아.. 그래? 그럼 거리를 줄여보자.

A : ???

 

다들 거시속에 대한 계산 공식은 학교를 다니며 한 번쯤은 들어봤을 겁니다.

시간 x 속력 = 거리

 

교통사고가 발생하지 않는다는 가정 하에 현실에서는 약속 장소에 늦을 것 같으면 빨리 움직이는 것으로 시간을 단축할 수 있습니다.

 

그런 점을 보아 우리에게 가장 만만한 건 속력이지만 우주적인 관점에서는 이야기가 달라집니다. 아무리 좋은 엔진이라도 우주에서 액셀을 밟아 봤자 빛의 속도를 뛰어넘을 수 없기 때문입니다.

 

이제 남은 건 거리와 시간입니다.

 

시간은 상대적으로 변화하는 존재기에 건드릴 방법이 마땅치가 않습니다.

 

빛은 최대 속력입니다. 항상 일정합니다. 이건 고정값입니다.

 

남은 건 공간인데 사실 공간은 우리가 아는 것보다 잘 휘고 시시각각 변할 때가 많습니다. '알큐비에레 드라이브'는 이런 공간을 좁혀서 움직이자는 발상으로 시작됩니다.

 

공간을 어떻게 접어? 말이 돼? 싶은 생각도 들지만 실제로 우주에서 공간은 자주 변형되곤 합니다. 그 대표적인 예시로 블랙홀 주변을 이동하는 빛의 왜곡을 말할 수 있습니다.

 

알큐비에레 드라이브는 우주선 앞 공간을 압축하고 뒷 공간을 팽창시켜 그 사이에 워프 버블을 만들고 무한하게 이어지는 내리막길을 만들어 버블 자체를 빛보다 빠르게 이동시키는 방법을 말합니다.

 

공간 그 자체를 이동시키는 방법이기 때문에 워프 버블 안에 있는 탑승자들은 움직이지 않는 상태로 움직이는 상태가 된다고 합니다. 마치 에스컬레이터에 자전거를 타고 탑승한 느낌.

 

앞 공간은 계속 접어주고 뒷 공간은 계속 펴 주니 공간 자체가 이동하기 때문에 빛의 속도와는 관계가 없으며 광속을 뛰어넘은 움직임으로 목적지에 도착할 수 있다고 합니다.

 

사실 엄청나게 빠른 속도로 이동한다고 말하기에는 뭔가 묘한 감이 없잖아 있지만 관측자의 입장에서는 겁내 빠른 속도로 목적지에 도착하니까 상관없는 편일까요.

 

암튼 공간 자체가 이동하기에 3, 2, 1 워프 가동! 부와아아악! 같은 카운트다운과 안전벨트 꽉 잡는 관성력 따위는 없다는 것...

 

광속 항행을 하는 대부분의 컨텐츠들은 모두 이러한 알큐비에레 드라이브를 기본 골자로 하여 구성되었습니다.

 

물론 천문학적인 에너지가 필요하고 아직은 구현 불가능한 기술이지만... 우주 항행에서 이게 아니라면 진짜 깡으로 초광속 이동을 하는 미지의 기술을 사용하거나.

 

초공간 도약이라는 다음 기술을 사용하곤 합니다.


초공간 도약

헤일로 시리즈의 초공간도약. 공간에 구멍을 뚫고 초공간으로 들어간다.

 

이쪽 영역은 상상의 영역이 대부분이라 아쉽게도 짧습니다.

 

미디어 속의 '초공간 도약' 공간에 거대한 구멍을 뚫고 그 속으로 들어가는 듯한 연출을 많이 사용합니다. '초광속 항행'보다 좀 더 상상력이 가미된 요소라고 말할 수 있습니다.

 

설명하자면 현실 우주와는 다른 차원, 즉 초공간에 들어갔다가 나오면 목적지에 도착한다는 개념입니다. 얼핏 보면 엘리베이터 같은 존재라고 말할 수 있습니다.

 

아주 멀리 있는 장소(다른 층)로 가기 위해 초공간(엘리베이터)으로 들어가서 나온다고 생각하면 편합니다. 우리는 계단을 이용할 수 있지만 짐도 가득하고 집이 수십층에 달하면 엘리베이터가 훨씬 편하니까요.

 

물론 상상력이 훨씬 더 가미된 소재라 그런지 차용하는 작품도 많고 작품마다 천차만별로 묘사되고는 합니다. 초광속 이동의 문제점들을 편리하게 해결할 수 있으면서 현실 세계와는 다른 차원을 표현하기 때문입니다.

 

초공간에 들어갔다 나온 우주선 이야기

'이벤트 호라이즌'

 

이 영화는 초공간에 들어갔다가 실종된 우주선이 다시 등장하여 우주선을 탐사하러 가는 이야기를 그리는 SF 호러 장르입니다.

 

번외로 재미있는 점이 있습니다. 이벤트 호라이즌이 워해머 시리즈의 프리퀄로 만들어질 뻔했다는 점입니다.

-그러나 게임사의 거절로 해당 요소들만 제거하고 나왔고 대박을 터트렸지...-

 

나중에 이야기를 들어서야 알게 됐지만 비슷한 점들이 참 많은 영화였습니다. 지옥과 비견될 정도로 끔찍하고 사악한 초공간, 현실을 오염시키는 존재들...

 

초공간은 작품마다 설정이 다르긴 하지만 작가의 역량과 상상력을 펼칠 수 있는 자유로운 소재기에 개인적으로 매우 좋아하는 편입니다. 알 수 없는 미지의 세계이기에 때로는 예상치 못한 전개도 쉽게 풀어나갈 수 있기 때문이지요.

 

아무튼 막바지에 후딱 끝낸 감이 없잖아 있지만 SF는 참 매력적인 장르입니다.

 


최근에 이르어서는 양자 얽힘 현상을 통해 워프에 대한 시선이 바뀌고 있습니다.

 

양자 얽힘은 두 입자를 일정한 양자 상태에 두게 되었을 때 다른 한쪽의 정보를 측정하면 해당 입자와 얽혀 있는 다른 입자의 상태가 결정되는 현상을 말합니다.

 

한 쪽을 측정하고 그 정보가 다른 입자로 전달되는 속도가 빛보다 빠르기 때문에 질량을 지닌 물체는 광속을 초월할 수 없다는 대전제를 비껴 나갈 가능성이 확인됩니다.

 

이는 질량을 지닌 물체는 광속을 초월할 수 있다는 물리 법칙을 위배한 것이 아닌, 그러나 혹은 하지만과 같은 새로운 예외 법칙을 발견한 것에 가깝습니다.

 

이러한 양자 얽힘을 통해 광자를 대량으로 순간이동 시키는 실험이 성공함에 따라 이어서 로체스터 대학에서 전자를 순간이동 시키는 것에 성공했습니다.

 

그리고 순간이동 시킬 수 있는 입자의 크기를 점점 키워나가는 것으로 불가능하다고 여기던 기술을 구현중에 있습니다.

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