차원문 관련 설정

이 만화의 세계관 자체가 작동하기 위해서 가장 중요하고 핵심적인 기술은 차원문이다. 

속도가 빛의 속도에 근접할수록 물체(예를 들어 우주선)을 가속시키는 데에 드는 힘과 에너지는 무한대에 가깝게 커지고, 빛의 속도에 도달하면 물체의 입장에서 시간이 멈추고 빛의 속도를 넘으면 과거로 가게 된다. 질량이 있는 물체는 절대로 빛의 속도로 이동할 수 없다. 하지만 지구에서 가장 가까운 행성도 빛의 속도로 수십 년이 걸린다면, 우주 단위의 문명은 구성 종족들의 수명이 수만년 단위가 아닌 이상 성립할 수가 없다. 

그래서 SF에서 많이 등장하는 초공간/차원문/웜홀 등은 아예 "공간 자체의 거리를 줄여서" 이 문제를 해결한다. 종이 위(2차원 공간)에서는 매우 멀리 떨어진 두 점이지만 종이를 접어서 붙이면(3차원 이동) 바로 맞댈 수 있는 것처럼. 

대학원만화에서 등장하는 차원문도 근본적으로는 이것과 같다. 3차원보다 높은 공간 차원을 이용하는 것이고, 이 차원문 관련 기술이 매우매우 중요하기 때문에 현재 우리 세계의 반도체 기술과 비슷한 급으로 받아들여지고 있다고 보면 된다. 그래서 물리학과에서는 현재 반도체 상황과 비슷하게 이 차원문의 기반 기술이 되는 물리학 분야를 더 확장해서 연구하고 있다. (차원문기술-고차원물리학 관계가 반도체기술-응집물질물리학의 관계 정도로 생각할 수 있음)

대학원만화의 차원문은 고차원물리학, 그 중에서도 Emergent phase transition of spacetime 이라는 이론에 기반을 두고 있다. 

고차원물리학의 기본은 가능한 시공간 전체가 Spacetime operator로 표현될 수 있으며, 현재 우리의 에너지 스케일에서 발현되어있는 3차원 공간+1차원 시간 차원은 이 operator의 ground state라는 것이다. 또한 특정 에너지 스케일에서 허수(위상, phase) 차원이 1st excited state로서 존재하며, 2nd excited state는 다음번 real spacetime,.... 와 같이 시공간차원을 고차원으로 확장이 가능한 것을 다루고 있다. 이름 자체는 시시하지만 보통 이론이 중요할수록 단순한 이름이 붙는 편이다. 

이 "특정 에너지 스케일"은 현재 밝혀진 표준모형 스케일 (TeV)과 GUT 스케일(플랑크 에너지) 사이에 있다는 것이 밝혀졌지만, 이것도 실제로 응용하기에는 너무 높은 에너지라서 한참 뒤에야 특수한 이론이 개발되면서 차원문을 일상적으로 쓸 수 있는 단계까지 왔다. 이것이 emergent phase transition of spacetime이다. 

특정 공간 내의 최대 정보 밀도와 거리 스케일간의 관계가 보존되는 것을 이용하여 역으로 정보밀도를 변화시켜서 강제로 훨씬 더 큰 거리 스케일에서 일어나는 위상변화를 유도하는 방식이다. "더 큰 스케일에서 일어나는 창발" 이라는 이유 때문에 emergent가 붙었다. 

이 정보의 특성을 조정하여 특정 상대좌표와 sync를 시켜서 고차원에서 같은 하모닉스를 가지는 멀리 있는 공간과 현재 공간을 이어붙일 수 있고, 에너지를 다시 조절하면 4차원 시공간으로 돌려놓을 수 있다. 즉 자신이 원하는 위치로, 통과하는 데에 시간이 거의 들지 않는 차원문을 만들 수 있다는 뜻. 

이 "먼 거리"가 몇억광년 정도라면 이 이론이 성립하지만, 수십억, 수백억광년을 넘어서면 에너지스케일은 맞지 않고 기존에 밝혀진 이론으로는 설명할 수 없는 현상이 일어난다. 이것이 장거리 차원문 문제이다. BCS이론으로 설명되는 일반 초전도체와 아직까지 이론이 밝혀지지 않은 High-Tc 초전도체의 관계와 유사하다고 생각하면 된다.

이 장거리차원문 기술은 아직 실제로 응용이 불가능에 가깝기 때문에(상대좌표 획득 단계에서부터 막힌다) 최민철의 연구실과 같이 물리학과에서 연구하고 있었던 것이고, 우연히 즈샤로 이어지는 장거리차원문을 만들었지만, 장거리차원문 자체는 이미 다른 선행그룹에서 가능하다는 실험이 끝난 문제였고 차원문 동기화(좌표의 정확도가 낮은 차원문 두 개가 시작점-끝점에서 열려 있다면 그 곳으로 붙어서 열릴 확률이 높은 현상) 가 장거리에서도 일어날 수 있다는 것을 밝힌 점은 새로웠지만 물리학적으로 아주아주 중요한 일까지는 아니다. 

사실 이 설정이 만화 내용에는 크게 영향을 미치지는 않는다. 그래도 내가 공부하는 분야는 시공간과 우주론하고는 아~무런 관련이 없기 때문에 이 내용이 벌써 있는 이론하고도 충돌되는 부분이 있을지도 모르지만 알 게 뭐야