크리스토퍼 놀란 감독의 신작 '테넷'을 보기 전에 알면 도움되는 물리학 개념?!

크리스토퍼 놀란 감독의 신작 '테넷'을 보기 전에 알면 도움되는 물리학 개념?!

 

 

 

 

'인터스텔라'로 블랙홀과 시간, 공간에 대한 물리학에 관심을 불러일으켰던 크리스토퍼 놀란 감독의 새영화 '테넷' 이 개봉되어 코로나19 재확산으로 인해 다시 얼어붙었던 극장가에서도 좋은 반응을 얻고 있습니다.

 

'테넷'의 줄거리 소개를 보면

당신에게 줄 건 한 단어 ‘테넷’
“이해하지 말고 느껴라!”

시간의 흐름을 뒤집는 인버전을 통해 현재와 미래를 오가며 세상을 파괴하려는 사토르(케네스 브래너)를 막기 위해 투입된 작전의 주도자(존 데이비드 워싱턴). 인버전에 대한 정보를 가진 닐(로버트 패틴슨)과 미술품 감정사이자 사토르에 대한 복수심이 가득한 그의 아내 캣(엘리자베스 데비키)과 협력해 미래의 공격에 맞서 제3차 세계대전을 막아야 한다! 입니다.  "이해하지 말고 느껴라!” 라는 이 문장이 의미심장합니다.

 

한번 봐서는 이해하기가 어렵고 두번, 세번쯤 봐야 이해할 수 있을지도 모른다는 난해한 영화 '테넷'!

영화를 보기 전에 간단한 물리학의 이론을 알고 보면 조금은 더 쉽게 이해할 수 있을 듯 합니다^^

 

맥스웰의 도깨비( Maxwell's demon ) 

 

 

 

 

엔트로피는 열역학적 상태함수(state function)의 하나로서, 열역학적 계에서 일로 전환될 수 없는, 즉 유용하지 않은 에너지를 기술할 때 이용된다. 무질서도라고 표현하기도 한다.
열역학 제 2법칙에 따르면 열평형상태의 물체가 저절로 온도차이가 나도록 하는 운동은 하지 않는다. 그런데 맥스웰은 온도차이가 나도록 열을 옮기는 도깨비가 있다고 가정하고 속도분포법칙을 만들었는데, 이는 실재하지 않는 가상의 존재이며 열역학 제 2법칙도 항상 성립한다.
열역학 제2법칙에 의하면 열평형상태에 있는 물체 내에서는 저절로 열이 이동하여 온도차가 생기는 일이 있을 수 없다. 그러나 기체를 넣은 상자를 좌우로 나누어 칸막이를 해서 작은 구멍을 뚫고 거기에 도깨비를 배치하여 놓는다고 가정하면, 이 도깨비는 속도가 큰 분자만을 왼쪽에서 오른쪽 칸으로 가도록 하고, 속도가 작은 분자는 반대가 되도록 제어한다는 것이다. 그렇게 되면 결국 오른쪽 칸에는 속도가 큰 분자가 모여 열이 올라가고 왼쪽 칸에는 속도가 낮은 분자가 옮겨와서 열이 떨어진다. 그러나 이 도깨비는 맥스웰이 속도분포법칙을 만들 때 생각해낸 가상적 존재로서 실제로는 있을 수 없으므로 열역학 제2법칙은 항상 성립한다.

[네이버 지식백과] 맥스웰의 도깨비 [Maxwell's demon] (두산백과)

 

 

영화내에서 어떤 한 부분만의 시간이 거꾸로 흘러가는 장면이 있는데 그 부분만을 제어하는 어떤 존재가 있다고 한다면  그런 장면을 이해하는데 응용된 듯합니다.

물리학에 따르면 시간이 흐르면 엔트로피는 항상 증가한다는 열역학 제2법칙이 있는데 이 영화에서는 엔트로피가 감소하도록 제어한다면 시간도 거꾸로 흐른다는 설정입니다.

 

대칭성(symmetry), 보존 

기하학적인 도형이나 물리적인 현상, 여러 종류의 공식등에서 어떤 종류의 변환을 겪더라도 변하지 않을 때 그 변환에 대하여 대칭성을 가지고 있다고 말한다. 특히 물리법칙이 대칭성을 가질 경우 이와 대응하여 보존되는 물리량을 갖는다.
[네이버 지식백과] 대칭성 [symmetry, 對稱性] (두산백과)

 

물리의 법칙은 힘을 분석해서 운동의 법칙을 해석하는데 힘은 시간을 거꾸로 돌린다고 해서 그 힘 자체가 바뀌지 않고 속도, 방향이 바뀌는 것입니다. 똑같은 중력상에서 물리법칙에서는 시간에 대해서 대칭성이 있기 때문에 시간을 거꾸로 돌려도 에너지는 보존된다고 합니다. 

 

인버전

테넷에서는 '사물의 엔트로피를 반전시켜 시간을 거스를 수 있는 미래의 기술을 '인버전'이라고 한다'라는 설정하에 진행됩니다. 인버전이라는 개념은 기존의 영화에서 흔히 볼 수 있는 시간여행의 설정인 과거로의 시간 여행이나, 미래로의 시간여행이 아닌 특정 사람이나 사물 일부의 시간만 거꾸로 흐른다는 설정을 가지고 있습니다. 이런 설정 자체가 이해안되기 시작하며 혼란스럽기 시작합니다.

 

우리의 고정관념을 깨고 봐야 이해할 수 있고 너무 복잡한 장면과 미처 그 장면을 이해하기도 전에 지나가 버리는 빠른 전개등 정말 불친절한 영화라고 느낄 수도 있습니다. 실제로 크리스토퍼 놀란 감독은 20년 동안 아이디어를 개발해 6년에 걸쳐 시나리오를 썼고, ‘인터스텔라’도 함께 했던, 노벨물리학상을 수상한 세계적인 물리학자 킵 손이 참여하는 등 과학적인 사실에 기초해서 만들었다니 정말 대단한 영화입니다. 

 

어려운 물리학의 이론까지 미리 알아야 하는 이 영화는 어렵고 복잡하다고 느낄 수도 있지만 몇번씩이나 다시 보게 만들고 이렇게 관객들을 연구하고 공부하도록 만드는 영화가 있다는 것도 크리스토퍼 놀란 감독의 영화를 기다리는 이유이자 하나의 큰 즐거움이 아닐까 생각됩니다.