“과학은 감정이 아닌 논리로 설명되는 것이지만, 영화는 그 과학을 감동으로 바꿔준다.” 이 말처럼 크리스토퍼 놀란 감독의 인터스텔라는 단순한 SF 영화가 아닌, 복잡한 과학 개념을 대중의 감성과 연결하는 가교 역할을 한 작품입니다. 특히 블랙홀, 웜홀, 상대성 이론과 같은 우주물리학 개념들을 정교하게 반영한 점은 많은 과학자들에게도 찬사를 받았습니다. 이 글에서는 <인터스텔라>를 통해 우리가 배우고 생각해볼 수 있는 우주 과학적 인사이트를 소제목별로 심화해 살펴보겠습니다.
웜홀
영화 속 인류는 멸망의 위기를 넘기기 위해 토성 근처에서 발견된 '웜홀'을 통해 먼 은하로 이동합니다. 이때 웜홀은 시공간의 주름을 접어서 통과하는 지름길로 설명됩니다. 이 이론은 실제로 1935년, 아인슈타인과 로젠이 함께 발표한 ‘아인슈타인-로젠 브리지’에서 처음 제시되었습니다. 놀란 감독은 이 이론을 시각화하기 위해 노벨 물리학상 수상자인 물리학자 킵 손의 자문을 받아 시뮬레이션을 제작했으며, 이 작업은 학술 논문으로도 발표되며 실질적 과학적 기여로 이어졌습니다.
이러한 웜홀은 이론상 존재 가능하지만, 현실에서는 몇 가지 문제점이 있습니다. 첫째, 웜홀은 극도로 불안정하다고 여겨집니다. 일반적인 물질로는 웜홀의 통로가 붕괴되지 않도록 유지할 수 없습니다. 둘째, 에너지 요구량이 엄청나게 큽니다. 한 이론에서는 태양 질량의 수십 배에 달하는 음의 에너지가 필요하다고 추정된다고 합니다. 셋째, 웜홀이 시간여행과 관련될 경우, 할아버지 역설과 같은 인과율 문제가 발생합니다. 이는 물리학의 기본 원칙 중의 하나인 원인과 결과의 순서를 깨뜨릴 수 있으며 현대 물리학과 충돌합니다. 넷째, 중력파동과 붕괴 가능성이 있습니다. 웜홀 내부를 통과하는 물체나 정보가 중력 파동을 유발하면, 웜홀이 붕괴될 수 있습니다. 이는 통과하는 도중에 웜홀이 닫혀버릴 가능성을 의미하며, 위험한 상황을 초대할 수 있습니다. 다섯째, 현재 과학기술로는 웜홀을 만들거나 자연적으로 존재하는 웜홀을 탐지할 수 없습니다. 이론적으로 블랙홀이나 고에너지 입자 충돌 등으로 웜홀이 형성될 수 있다고는 하나, 이를 관측한 사례는 없습니다.
하지만 만약 인간이 실제로 웜홀을 사용할 수 있다면, 어떤 윤리적 문제가 발생할 것인지에 대해 생각해볼 필요가 있겠습니다.
블랙홀
이 영화에서 묘사되는 블랙홀 '가르강튀아'는 영화사상 가장 정확한 블랙홀 이미지로 평가받습니다. 크리스토퍼 놀란 감독이 이끄는 과학고증팀과 실제 이론물리학자 킵 손이 협력해 매우 현실적인 블랙홀 모델을 시각화했습니다. 중력에 의해 빛조차 빠져나갈 수 없는 이 천체는, 영화에서 강한 중력 렌즈 효과를 시각화한 형태로 나타납니다. 이는 우리가 흔히 상상하던 '블랙홀 = 검은 구멍'이라는 이미지를 깨고, 실제 천문학적 현상을 반영한 매우 복잡한 렌더링 결과물입니다.
놀란 감독은 단순한 영상미를 넘어 블랙홀 주변의 빛이 휘는 현상, 시간 왜곡, 광속에 가까운 이동체의 물리적 현상까지도 철저히 반영했습니다. 특히 이 장면은 CG 제작에만 800시간 이상이 걸렸으며, 실제 연구자들도 참고할 만큼 정밀하게 구현되었습니다.
가르강튀아 근처에서 벌어지는 시간의 왜곡은 물리적으로 가능한 현상입니다. 이는 바로 다음에 소개할 '중력에 의한 시간 지연' 개념과 연결됩니다. 주인공들이 이 블랙홀 근처의 행성을 방문할 때 지구 시간과 수십년의 차이가 발생하는 장면이 유명합니다. 이처럼 '거대하고 압도적인 존재'를 상징하며 인류가 마주하는 우주적 미지의 힘을 표현한 '가르강튀아'.
우리가 시각적으로 이해하는 천체 이미지가 실제와 다를 수 있다는 점에서, 우주는 우리 상상보다 훨씬 낯선 곳일지도 모릅니다. 인간의 인식 능력은 과학의 어디까지를 따라잡을 수 있는지에 대해 궁금해지게 합니다.
상대성 이론과 시간의 흐름
이 영화에서 주인공 쿠퍼와 동료들은 '밀러 행성'이라는 물 행성에 착륙합니다. 이곳은 블랙홀의 강한 중력장 안에 위치해 있어, 이 행성에서 흐르는 1시간이 우주선 밖에서는 7년에 해당합니다. 이 장면은 많은 관객에게 충격을 주었고, 과학적으로도 중력 시간 지연이라는 상대성 이론의 핵심 개념을 시각적으로 보여주는 장면입니다. 중력 지연 현상은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 예측한 현상으로, 강한 중력장에 있을수록 시간이 느리게 흐른다는 개념입니다. 다시 말해, 중력이 강한 곳에 있는 사람은 약한 중력장에 있는 사람보다 시간이 더 천천히 흐른다는 뜻입니다. 실제로 국제우주정거장에서 일하는 우주비행사들도 아주 미세하게 시간이 느려지는 현상을 경험한다고 합니다. 즉, 중력이 강한 곳일수록 시간이 느리게 흐르고 이는 GPS 시스템에서도 보정이 필요한 요소입니다.
또한, 이 시간 왜곡은 단지 물리적 개념을 넘어 인간 감정에도 큰 영향을 미칩니다. 쿠퍼는 이 1시간 동안 지구에서 23년이 흘렀음을 알게 되며, 딸 머피와의 이별과 죄책감이 더욱 깊어집니다. 즉, 과학이 단지 숫자의 문제가 아니라 감정과 연결된 시간의 무게로 다가온 것이죠. 만약 상대성 이론이 일상 속에서도 적용된다면, 우리는 ‘시간의 공평함’에 대해 어떻게 생각하게 될까요? 시간이란 모두에게 동일하게 흐른다는 믿음은 과학적 사실이 아니라, 인간의 감정적 환상일지도 모릅니다.
<인터스텔라>는 우주 과학을 매개로 하지만, 결국 인간과 시간, 선택, 사랑이라는 본질적 질문으로 향합니다. 우주는 넓지만, 가장 먼 거리는 '가족과의 시간 차이'일지도 모릅니다. 놀란 감독은 물리 법칙과 인간 감정을 절묘하게 엮어, 단지 과학을 전달하는 영화가 아닌 철학적 작품을 완성했습니다.
우리는 이 영화를 통해 과학이 추상적인 지식에 머무르지 않고, 삶과 감정에 연결될 수 있다는 가능성을 봅니다. 블랙홀은 단지 천체가 아니라, 어떤 관계의 단절일 수도 있습니다. 웜홀은 시공간의 길이기도 하지만, 우리가 누군가에게 가닿는 유일한 통로일 수도 있죠.
과학을 배우는 이유는 무엇일까요? 단지 시험을 위해서? 기술 발전을 위해서? 아니면 우리가 더 나은 선택과 삶의 방향을 고민할 수 있게 해주는 도구이기 때문은 아닐까요?