초광속

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1. 개요2. 상세3. 초광속 통신4. 각종 창작 매체에서의 초광속 기술

1. 개요[편집]

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

2. 상세[편집]

아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 물리적으로 불가능하다. 광속에 가까워질 수록 에너지는 엄청나게 늘어나고, 광속 그 자체가 되면 질량이 있는 한 필요한 에너지는 무한이므로, 초광속에 도달하려면 무한보다 더 큰[1] 에너지를 공급해줘야 한다.

정확히는 진공 속의 빛의 속도보다 빠른 것은 없다.[2] 이는 물 등의 매질 속에서는 속도가 느려지기 때문에 꼭 진공 속이라 한정 지어야 한다. 체렌코프 현상은 입자가 빛의 위상 속도보다 빠를 때 나오는 현상인데, 여기서의 위상 속도는 일반적인 빛의 속도와는 의미가 다르다.

다만 빅뱅 우주론에서 우주 공간 자체의 팽창 속도는 초광속이라고 한다. 모순같지만, 상대성 이론에서 정의하는 광속제한은 어디까지나 질량이 있는 물체 혹은 정보전달 능력을 지닌 존재[3]에 한정된다. 공간 자체에는 암흑에너지로 대표되는 진공에너지는 존재해도, 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.

실제 일반 상대성 이론에 의해 증명되고 양자역학적으로 검증된 바에 따르면, 물리학적으로 속도는 '광속보다 느림', '광속', '광속보다 빠름'의 세 가지 영역으로 명확히 구분되며, 각각의 단계에 속한 입자는 생성 시부터 소멸 시까지 해당 영역을 절대로 벗어날 수 없다. 예를 들면 광자(빛)은 광속으로만 이동하며, 그 외의 속도를 가질 수 없는 한편 정지해 있는 입자는 광속 미만의 속도를 가지는 것만 가능하다는 식이다.

여기에서 나온 이론상의 가상 입자가 타키온. 이 입자는 상대성 이론에 입각하여 허수의 정지질량을 가져야 하며, 생성될 때부터 소멸될 때까지 광속이나 그 이하로 감속할 수 없는 속성을 가진다. 이 입자를 광속 이하로 감속 시키기 위해서는 마찬가지로 무한의 에너지[허수]가 필요하다.

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 방법으로 일단은 가능하다. 소설에 나온 간단한 방식은 아니고, 물리학적으로 특정 절차를 거쳐서 결과적으로 일정 거리를 광속 이동 시간보다 빠른 시간 내에 이동 가능함이 증명되었다. 사실 이건 함선 자체의 계에서는 초광속이동이 아니지만, 외부 계에서 보면 결과적으로 초광속이동이 된다. 실현가능성은 미지수지만 일단 물리법칙상의 하자는 없다. 자세한 내용은 워프축지법 문서 참고.

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 워프초공간도약 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. 스타워즈배틀스타 갤럭티카처럼 아예 우리우주랑 다른 법칙이 존재하는 초공간으로 이동하는 초공간도약
4. 매스 이펙트처럼 우주선 자체만으로는 초광속을 낼수 없고 공간에 구멍을 뚫는 특정한 게이트를 만들어 이동하는 웜홀

등 여러 가지가 혼재한다.

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.

3. 초광속 통신[편집]

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, 워프초공간도약의 방식도 포함하고 있으니 유의.

4. 각종 창작 매체에서의 초광속 기술[편집]

  • 가면라이더 카부토- 가면라이더 카부토(가면라이더) 하이퍼 클락 업시 미래, 현재, 과거를 넘나들 수 있게 된다.

  • 나이트런 - T드라이브(타키온 드라이브로 초기형 초광속 기술), 워프(T드라이브보다 진보했지만 에너지 소모가 엄청나 사전에 건조된 게이트[5]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[6] 도저히 속도라고 부를 수 없다! 순수한 마음 호의 속력은 사실상 무한이다.

  • 데드 스페이스 - 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.

  • 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 원자력이라는것(...). 사실 작품이 발표된 시기가 히로시마에 원자폭탄도 안 떨어진 1939년도 임을 감안하면 원자력을 오버테크놀로지로 표현할만하다.

  • 마블 코믹스-실버 서퍼. 광속의 16조 배로 1초에 50만 광년을 이동한다.

  • 소닉 - 카오스 컨트롤

  • 스타바운드 - 모든 종족의 우주선이 FTL로 항행한다고 명시되어 있다.

  • 스타워즈 - 초공간도약

  • 스타크래프트 - 워프

  • 스타 트렉 - 워프 2014년 현재까지 거론된 초광속이동법 중 유일하게 실제 물리학적 가능성이 제시된 개념. 항목 참조.

  • 스텔라리스 - 워프, 웜홀, 초공간도약 3가지 중 하나를 시작할 때 선택한다. 설정상 각 문명들은 이 초광속기술을 발견함과 동시에 게임판에 뛰어드는 것이다. 각자의 개성과 장단점이 극명하며, 후반에는 이들 모두의 장점(사거리가 길고, 특별한 시설이 필요없으며, 선후 딜레이가 짧은)을 섞은 상위호환인 점프 드라이브를 연구할 수도 있다. 다만, 워프로 공간을 휘거나 초공간 안에서 항행하는 장면을 딱히 볼 수 없으며 그냥 뿅 사라져서 뿅 나타나는 연출이라 좀 심심한 편. 그래도 웜홀 여는 거나 워프, 초공간이동시 도착 직전에 출구 열리는 것까지는 보여준다. 초광속 이동속도가 가장 느린 것은 워프인데, 하루에 3.5광년을 이동(광속의 1200배가 넘는다)한다.[7]

  • 유희왕 파이브디즈 - 액셀 싱크로

  • 은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서 - 초공간도약과 이보다 우월한(…) 순수한 마음 호의 무한 불가능 확률 추진. 비스트로매틱스(주점수학) 추진도 있다.

  • 은하영웅전설 - 초광속 항행, 통신.

  • 크툴루 신화 - 비야키. 광속의 400배까지 날 수 있다. 뭐 이딴 게 다 있어 근데 이 목록에서 꽤나 하위권인 건 둘째치고, 이걸로는 우주의 다른 별로 오가기가 영 마뜩찮다

  • 파이브 스타 스토리 - 광속 드라이브. 말이 광속이지 실제론 초광속이다. 야크트 미라쥬의 경우 광속의 약 8x365배, 즉 3시간이면 1광년을 이동한다는 것. 더 무서운 것은 대형 함선의 경우 더 빠르게 이동한다는 것이다.

  • 헤일로 시리즈 - 슬립스페이스 점프[8], 신경 물리학을 이용한 초광속 항해[9]

  • DC 코믹스 - 플래시. 원래 초창기의 플래시의 최대 속도는 1100km/h였지만 시간이 지남에 따라 설정이 바뀌어서 초광속이 되었다. 전성기 때는 광속의 3해 배이동시간이 '즉시'인 몇 놈들을 빼면이 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.

  • 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 - 게임 제목부터가 초광속.

  • 퓨쳐라마 - 현실고증을 거쳐 초광속을 구현해내진 못했지만 현재보다 빛의 속도 자체를 늘려서(...) 현재 기준으로 보면 초광속 퓨쳐라마 기준으론 그냥 광속으로 우주를 여행하고 다닌다.

  • Warhammer 40K - 워프항법과 웹웨이[10], 타이라니드의 중력을 이용한 초광속 항법, 네크론무관성 추진기[11]를 이용한 초광속 항행법.

  • Big Rigs: Over the Road Racing - 후진을 할 때에 무려 광속의 148배인 1000억 마일부터 시작해서 심지어는 광속의 18,341,329 x 1021까지 돌파한다(...)


[1] 정확히는 허수이다. 분모의 제곱근이 들어가는데, 제곱근 안의 값이 작아지다 못해 음수가 되어 분모가 순허수, 분자는 그대로 이므로, 순허수가 되는데 여기서 물체가 원래 가지고 있던 에너지인 mc^2을 빼준 만큼을 공급해 줘야 한다. 광속일 때 무한대인 이유는 분모가 0이어서 그렇다.[2] 자세하게 알고 싶다면 특수 상대성 이론을 참조한다.[3] 이는 가상입자인 타키온이 실제로 존재한다고 해도, 우리가 관측할 수 없다는 이론적 근거가 된다. 관측할 수 있다면 이것을 통해 정보를 전달할 수 있어서, 인과율에 큰 혼란이 일어나기 때문.[허수] 이 경우는 분모도 허수, 질량이 있는 분자도 허수여서 지워져서 실수로 겨우 겨우 만들었는데, 이제는 또 분모를 다시 실수로 고쳐 놓아서 허수의 에너지가 필요하다. 참고로 허수 질량을 가진 중성미자는 중성미자 진동이 일어나지 않다는 점에서 실수 질량을 가지는 중성미자와 다르다고 한다. [5] 게이트마저도 생산기술이 소실되어 대전쟁시절의 게이트들을 유지하고 있었으며, 최근에 게이트 생산기술이 복구됨[6] 대략 초속 3.9 제타미터이다. 10시간 안에 관측 가능한 우주 어디에든 도달할 수 있는 속력.[7] 초공간 항법은 하루 10광년으로 광속의 3650배, 웜홀이나 점프드라이브는 예열과정 이후 목적지에 즉시 도착한다.[8] UNSC, 코버넌트, 선조(헤일로 시리즈), 선대 인류 문명이 해당. 선각자도 쓰긴 하는듯 하다.[9] 선각자 혹은 플러드 만 해당.[10] 설정상 이 둘은 초공간도약에 가깝다.[11] 관성의 법칙을 문자 그대로 무시한다.