사람들 중에는 시간이 너무 빨리 흘러간다고 생각하는 사람도 있고, 너무 느리게 흘러간다고 생각하는 사람도 있어요. 특히 나이 많으신 어른들은 세월이 너무 빠르다는 말을 많이 하고, 아직 어린 학생들은 시간이 너무 느리게 간다고 생각하기도 해요. 시간이 좀 더 빨리 흘러 어른이 빨리 되었으면 좋겠는데 시간이 느리게 흘러 답답하다고 생각하는 것이죠. 정말로 시간이 사람에 따라 다르게 흘러갈 수 있을까요?

오랫동안 사람들은 시간은 누구에게나 똑같이 흘러간다고 생각했어요. 우리가 어떻게 생각하든 또는 우리가 무엇을 하든 관계없이 우주의 시간은 똑같이 흘러간다는 것이죠. 따라서 지구에 살고 있는 우리가 측정한 시간은 우주 저 쪽 끝에 있는 살고 있을지도 모르는 우주인에게도 똑같이 적용될 것이라고 생각했어요.

그런데 지금부터 약 100년 전, 아인슈타인이라는 과학자가 놀라운 이론을 제안했어요. 시간은 측정하는 사람에 따라 다르게 간다는 것이에요. 한 사람은 지구상에 정지해 있고 다른 한 사람은 비행기를 타고 여행을 하고 있는 경우를 생각해 볼까요?

지구에 있는 사람이 볼 때는 비행기가 멀어져 가는 것 같고, 비행기에 탄 사람이 볼 때는 지구가 멀어져 가는 것처럼 보이겠지요. 두 사람이 똑같은 시계를 차고 있을 때 지구상에 있는 사람이 보면 자기 시계가 비행기에 탄 사람의 시계보다 빨리 가고, 반대로 비행기에 탄 사람이 볼 때는 그 사람의 시계가 지구상에 있는 사람의 시계가 빨리 간다는 것이지요. 따라서 두 사람은 서로 자기가 상대방보다 빨리 늙는다고 생각하겠지요.

그렇다면 이제 누가 실제로 나이를 천천히 먹는지 알아볼까요? 두 사람은 서로 다른 시간을 측정해요. 두 사람이 측정한 시간은 자신에게는 사실이지만 상대편에게는 사실이 아니에요. 두 사람이 서로 상대방이 나이를 천천히 먹는다고 생각하는 것은 모두 옳은 것이지요. 따라서 두 사람이 측정한 시간을 직접 비교해서 누가 더 빨리 나이를 먹는지를 비교할 수는 없어요. 그러니까 일정한 속도로 서로 멀어지고 있는 두 사람은 누가 더 빨리 나이를 먹느냐는 문제에서는 무승부인 셈이에요.

그런데 아인슈타인은 또 다른 놀라운 이론을 발표했어요. 속도가 달라지고 있는 사람이 측정한 시간은 일정한 속도로 달리는 사람이 측정한 시간보다 천천히 간다는 것이에요. 그렇다면 이제 비행기를 타고 달리던 사람이 비행기를 돌려 지구로 돌아와 실제로 서로의 시계를 비교해보기로 한 경우를 생각해 볼까요? 지구로 돌아오면 누구의 시계가 빨리 갔는지 직접 시계를 비교해 볼 수 있을 테니까요.

지구에 정지해 있던 사람은 처음부터 그대로 정지해 있었어요. 속도의 변화가 없었지요. 하지만 비행기에 타고 있던 사람은 지구로 돌아오기 위해 비행기의 속도를 줄여서 정지했다가 방향을 바꿔 지구 방향으로 속도를 높여 날아와 지구에 정지하기 위해 다시 속도를 줄였어요. 속도의 변화가 많이 있었지요. 아인슈타인의 이론에 의하면 이렇게 속도가 변하는 동안에는 시간이 천천히 가게 된다는 거예요. 따라서 비행기를 타고 날아갔다가 돌아온 사람의 시계가 천천히 갔고 따라서 나이도 천천히 먹게 되는 거지요.

서로 다른 속도로 달리는 사람이 측정한 시간이 다르다는 것은 아인슈타인의 ‘특수상대성이론’이고, 속도의 변화가 있는 경우에는 속도의 변화가 없는 경우보다 시간이 천천히 간다는 것은 아인슈타인의 ‘일반 상대성이론’이에요. 두 이론은 많은 실험을 통해 옳다는 것이 증명되었어요. 우리가 매일 사용하는 GPS에는 정확한 위치 측정을 위해 두 가지 원리가 모두 사용되고 있어요.

우리가 일상생활을 하는 동안에 이런 효과를 느끼지 못하는 것은 우리가 경험하는 속도가 빛의 속도에 비해 아주 느리기 때문이에요. 비행기의 속도도 빛의 속도에 비하면 느리기는 마찬가지여서 비행기 여행에서는 거의 아무런 시간 차이를 발견할 수 없어요. 그러나 우주에서는 빛의 속도에 견줄 수 있을 만큼 빨리 달리는 물체도 많아요.

먼 미래에 우주여행을 하게 된다면 넓은 우주를 여행하기 위해서 우주선은 빛의 속도에 견줄 수 있을 만큼 빨리 달릴 수 있어야 할 거예요. 그렇게 되면 정류장에 정지하고 출발할 때 속도의 변화도 아주 커야 할 테고 따라서 우주여행을 한 사람은 지구상에서 계속 생활한 사람보다 나이를 천천히 먹게 되겠지요. 따라서 우주여행을 하고 지구로 돌아와 보니 지구의 주인이 원숭이로 바뀌어 있는 혹성 탈출의 이야기가 가능할 수도 있겠군요. 물론 혹성 탈출에서처럼 인류가 멸망하고 원숭이가 지구의 주인이 되는 일이 일어나면 안 되겠지만요.