"워프버블의 생성에 성공했다"는 주장에 천체물리학자가 반론

NASA의 존슨우주센터에 있는 '이글웍스 연구소'를 창설한 해롤드 화이트 씨는 발표한 논문을 근거로 "워프버블 생성에 성공했다"고 발표했습니다. SF영화에 나오는 듯한 '워프'를 가능하게 하는 아공간 워프버블을 만들어냈다는 주장에 대해 천체물리학자인 이단 시겔 씨는 "과학적인 증명이 불충분하다"며 주장의 문제점을 지적합니다.

I wrote the book on warp drive. We didn't make a warp bubble. - Big Think
https://bigthink.com/starts-with-a-bang/no-warp-bubble/

I wrote the book on warp drive. No, we didn't accidentally create a warp bubble.

화이트 씨는 DARPA(국방고등연구계획국)로부터 자금제공을 받아 '카시미르 공동'이라고 불리는 구조에 대해 연구를 하던 중에 우연히 워프버블을 발견했다고 발표했습니다.

세계 최초로 '워프버블'의 생성에 우연히 성공
https://perfectmoment.tistory.com/m/2550

세계 최초로 '워프버블'의 생성에 우연히 성공

그러나 시겔 씨는 화이트 씨가 과거에 EM드라이브 라는 우주선의 엔진에 대해 물리법칙에 모순되는 내용을 주장하고 있었던 것을 지적하며 "충분한 뒷받침 없이 장대한 주장을 하는 인물"이라고 평가합니다. "워프버블의 생성에 성공했다"는 주장에 대해서도 문제점이 몇 가지 있다며 조목조목 제시했습니다.

◆워프버블이나 워프드라이브란 무엇인가?

워프버블은 워프드라이브를 실현시키기 위한 요소라며 워프드라이브의 개념에 대해서 설명합니다.

광속을 넘는 속도로의 우주항행을 가능하게 하는 기술인 워프드라이브는 특수상대성이론이 아닌 일반상대성이론을 베이스로 한 것으로, 특수상대성이론은 공간을 평평한 것으로 인식하지만 일반상대성이론은 공간을 왜곡된 것으로 인식합니다. 특수상대성이론에서 물체는 광속에 접근할 수 있지만 도달하거나 넘을 수는 없다고 보지만 공간이 왜곡되는 일반상대성이론에서는 충분한 물질과 에너지가 있으면 종이를 접을 때처럼 두 점 사이의 공간을 왜곡할 수 있다고 생각합니다. 그러나 이 메커니즘을 사용하는 우주선은 큰 중력에 의해 찢어집니다.

1994년 이 문제의 해결책으로 물리학자인 미겔 알쿠비에레 씨가 '알쿠비에레 드라이브'를 제창했습니다. 알쿠비에레 씨는 물질과 에너지가 블랙홀 바깥에 있는 '양의 왜곡'을 낳고 음의 질량이나 에너지가 '음의 왜곡'을 만들어낼 경우에 양과 음의 에너지를 모두 조작하는 방식으로 우주선은 웜홀 없이 광속에 제한받지 않고 이동하는 것이 가능하다고 생각했습니다. 구체적으로는 양과 음의 에너지가 같은 양만큼 존재할 때 우주선 전방의 공간을 압축해 동시에 후방의 공간을 희박하게 만드는 방식으로 우주선을 이동시키는 것이 가능하다는 것이 알쿠비에레 드라이브입니다. 이때 우주선은 '워프버블'에 싸여 공간의 왜곡에서 벗어나기 때문에 압축된 공간을 똑바로 진행하는 것이 가능하다고 생각됩니다.

워프드라이브가 없으면 우주여행은 특수상대성이론으로 인해 제한됩니다. 예를 들면 광속의 99.992%로 적색왜성 TRAPPIST-1까지 이동한 경우, 여행자의 감각으로는 왕복에 1년 걸리지만 지구의 시간에서는 81년이 경과합니다. 이 현상은 우주선이 광속에 가까워지면 우주선 내의 시간흐름이 느려지기 때문입니다. 다만 워프드라이브는 공간을 광속으로 이동하는 것이 아닌 공간을 왜곡해 단축을 도모하는 것이므로 시간지연 현상은 일어나지 않습니다.

◆알쿠비에레 드라이브와 카시미르 효과

위와 같이 알크비에레 드라이브는 음의 물질과 음의 에너지의 존재를 전제로 하고 있는데, 음의 에너지는 아직 가설상의 존재입니다. 한편 알쿠비에레가 워프드라이브에 필요하다고 생각하고 있던 것은 통상의 물질이나 에너지가 낳는 것과는 반대 타입의 왜곡이며, 당시와 현대와는 우주의 에너지 그 자체에 대한 생각이 바뀌었기 때문에 반드시 음의 에너지가 필요한 것은 아니라는 가능성도 주장되고 있습니다.

특히 주목받은 것이 1948년에 물리학자 헨드릭 카시미르에 의해 제창된 카시미르 효과입니다. 카시미르 효과는 오랫동안 이론적인 것이었는데 1997년에 '진공 중에 매우 작은 거리를 두고 2장의 평면 금속판을 설치하면 판 외부의 에너지가 판 사이의 에너지보다 커지고 플레이트가 서로 당겨진다'는 실험에서 그 존재가 확인되었습니다. 이에 워프드라이브에 필요하다고 생각되었던 음의 에너지는 카시미르 효과로 대체하는 것이 가능할 것이라고 생각되었다고 합니다. 다만 시겔 씨는 "어디까지나 추측의 영역을 나오지 않는 것으로, 카시미르 효과는 워프공간을 만들어 내기 위해서 이용할 수 있지만 워프버블과 동등하지 않다"고 설명합니다.

Source:https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%82%B7%E3%83%9F%E3%83%BC%E3%83%AB%E5%8A%B9%E6%9E%9C#/media/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Casimir_plates-ja.png

◆화이트 씨는 무엇을 논문에 쓴 것인가?

발표된 논문에 따르면 화이트 씨 연구팀은 미크론 스케일의 다양한 형상을 한 전기전도체를 사용하여 수백 마이크로 볼트의 전위(또는 전압의 변화)를 생성했다고 합니다. 실험내용은 카시미르 효과에 대한 과거의 실험이나 예측과 일치했지만 시겔 씨는 “연구팀이 카시미르 효과에 대해 실시한 실험과 논문에 쓰여진 수학적 계산은 다르다"며 본래 이 논문은 실험에 관한 것이 아닌 이론에 대해 기술한 것이며, 그럼에도 불구하고 이론물리학자가 연구에 참가하지 않았다는 점에도 의문을 나타냅니다. 논문은 일반적으로 단일 원자에 적용되는 동적진공 모델을 사용하여 카시미르 효과에 의해 생성된 공간의 에너지밀도를 밝히는 것이었습니다. 연구팀은 조건을 변화시키면 진공이 어떤 영향을 받는지에 대해서 관찰했습니다.

연구팀이 제시한 것은 카시미르 공동에 의해 생성된 3차원적인 에너지밀도가 알크비에레 드라이브가 필요로 하는 에너지밀도와 약간의 정성적인 상관관계를 나타냈다는 것이며, 정량적 의미에서의 일치는 없었다”며 내용은 실험적인 것이 아닌 수치적으로 계산된 것에 지나지 않고 미시적인 규모와 매우 작은 에너지밀도의 한정적인 것으로 추측이 많아 모든 것이 증명된 것은 아니라고 지적합니다. 화이트 씨의 주장은 장래에 증명될지도 모르는 흥미로운 아이디어이지만 "진실에 접근하고 싶을 때만큼 생각에 회의적이어야 한다"고 시겔 씨는 주장합니다.