우주의 탄생과 시간 개념
플라톤이 쓴 티마에우스에서는 조물주가 태고의 혼돈에 형태와 질서를 부여할 때 시간이 탄생했다고 한다. 회남자라는 책에서는 상하 사방을 우(宇)라 하고, 고왕금래를 주(宙)라 한다고 했다. 즉 우는 공간, 주는 시간을 뜻한다. 우주의 나이는 137억 년이다. 스티븐 호킹과 로저 펜로즈는 우주의 크기가 0인 처음 상태가 존재한다는 것을 증명했다. 특이점이 출현한 0~10⁻³⁴초 동안 발생한 우주 탄생의 최초 사건에 대해서는 아무도 모른다. 중력이론을 바탕으로 해서 매우 짧은 시간에 대한 설명을 하지 못한다. 중력이 등장한 시간은 10⁻³⁴초에 불과하다. 빅뱅 후 10의 -35 제곱부터 10의 -32초까지의 짧은 시간 동안 크기가 무려 1,025배나 뻥튀기되었다. 이를 인플레이션이라고 한다. 가속팽창 하는 우주의 시나리오는 다음과 같다. 즉 무한한 과거에 우주의 크기가 0에 가까워지거나, 0에 가까이 수축했다가 다시 팽창하는 것이다. 우주의 팽창이 계속되고 시간이 영원하다면 우주의 은하 간 거리는 무한히 멀어지고 은하에서 새로운 별이 탄생하는 비율이 점점 줄어들 것이다. 곧 암흑세계가 되며 별들이 흩어져 빛마저 에너지를 잃고 우주의 밀도는 0에 가까워질 것이다. 그렇다면 우주는 아무것도 없는 무(無)의 상태로 돌아갈 것이다. 시간의 방향에 대한 3가지 논의가 있다. 첫 번째 열역학적인 시간의 방향은 열역학 2법칙에 따라 엔트로피가 증가하는 방향을 시간의 방향으로 정의한다. 두 번째 우주의 진화 방향을 시간의 방향으로 정의한다. 세 번째 심리학적 시간의 방향이 있다. 위 3가지 시간의 방향은 모두 같다. 시공간에서 시간적으로 거꾸로 갈 수는 없다. 타키온은 빛보다 빠른 물체인데, 타키온이 존재해도 시간여행은 불가능하다. 시간여행을 한다는 것은 시공간상에서 출발한 곳으로 다시 돌아와야 한다는 뜻이다. 그런데 빛보다 빠른 물체가 있다 하더라도 일반적인 시공간에서는 출발한 곳으로 다시 돌아올 수 없다.
시간여행에 대하여
2차원 평면의 가로축(x축)은 공간, 세로축(y축)은 시간이다. 2차원 평면에서 빛은 45도의 기울기 갖는 사선의 궤적이다. 빛보다 느린 물체는 시간 축과 빛의 사선의 안쪽 곡선을, 빛보다 빠른 물체는 빛의 사선과 공간 축 사이에의 곡선을 갖는다. 평면 시공간의 어떤 지점에서 출발해서 다시 돌아오려면, 시간 축의 아래 방향으로 이동해야 한다. 빛보다 빠르던지 느리던지 마찬가지다. 즉 시간적으로 거꾸로 가야 한다는 것이다. 시간여행을 가능하게 하는 굽은 시공간 3가지가 있다. 첫 번째 괴델의 우주모형이 있는데, 이는 무한한 먼지 원기둥이 회전하는 우주를 말한다. 원기둥 주위에서 시공간이 굽어진다. 우주가 팽창하거나 수축하지 않고 회전한다. 두 번째 킵 소온 교수의 웜홀이 있다. 세 번째 리처드 고트의 우주끈이 있다. 우주끈은 초기 우주에 남은 고밀도 물질로 된 가는 가닥을 말하는데, 우주끈 주위에서 평탄한 공간의 일부분이 사라지고 그 결과 시공간이 휘어져 시간 여행이 가능해진다. 킵 소온과 이고르 노비코프는 자손이 시간여행을 통해 자신의 할아버지를 죽이면 어떻게 되는지에 대한 할아버지의 역설에 대한 결론을 내렸다. 즉 모순이 되도록 역사가 바뀌지 않을 것이고, 과거 자신과의 만남은 당구공 2개의 충돌 사건과 비슷하다는 것이다. 아주 특별한 경우에 과거와 미래의 당구공이 서로 충돌한 후 움직이는 궤적이 마치 이들의 충돌이 일어나지 않는 것과 같도록 할 수 있다는 것이다. 즉 이들의 만남이 없던 것으로 된다. 만남으로 생기는 상호 인과관계의 모순이 사라지는 것이다.
시간 개념에 대한 역사
하루 24시간은 고대 바빌로니아시대부터 시작되었다. 분의 개념은 17세기 후반부터 시작되었는데, minute는 작다라는 뜻으로서 아주 작은 것의 분할(pars minuta prima)이라는 뜻에서 나온 말이다. 초의 개념인 second는 아주 작은 것의 두 번째 분할( partes minutae secundae)에서 나온 말이다. 고대 이집트는 1주가 10일이었고, 로마시대부터 1주가 7일이었다. 윤년 은 이집트에서 도입된 것으로 로마 카이사르가 제도화시킨 것이다. 카이사르는 오차로 누적된 90일을 개정 첫해인 기원전 46년에 모두 끼워 넣어 그해는 445일이 되었다. 1년은 정확히는 365.25일, 즉 365일과 5시간 48분 46초다. 중세에는 이 오차가 점차 커졌다. 부활절은 춘분 다음에 오는 보름 뒤 첫 번째 일요일이었다. 태양력과 태음력, 인위적인 일요일 개념 때문에 부활절이 고정되지 않아서 문제에 봉착하게 되었다. 16세기 그레고리력으로 해결하려 하였는데, 즉 4년마다 윤년을 넣되 100년마다 한 번씩 윤년을 없애기로 하였다. 여기서 발생하는 약간의 오차는 400년마다 한 번씩 윤년을 넣어 바로잡기로 하였다. 조선은 1895년 11월 17일을 1896년 1월 1일로 고치기로 해서 그때부터 양력이 시작되었다. 즉 조선에서는 1895년 11월 18일부터 1895년 12월 31일은 존재하지 않게 된 것이다. 새해 기념은 기원전 2000년 전 메소포타미아에서 시작되었다. 바빌로니아는 춘분에 가장 가까운 그믐날, 아시리아에서는 추분에 가장 가까운 그믐날을 1월 1일로 정했다. 조선시대 1각은 14~15분이고, 하루를 1백각으로 나누었으며, 12 간지는 12개의 시각을 나타냈다. 각 시의 전반부는 초, 후반부는 정으로 2 등분하였는데, 즉 예를 들어 자시를 자초와 자정으로 구분한 것이다. 1시간 차이는 15도 차이다. 지구가 360도를 24시간에 돌기 때문이다.