인류는 마침내 시간을 정복할 수 있을까?

인류는 마침내 시간을 정복할 수 있을까?

 

미국 시인 델모어 슈워츠(Delmore Schwartz)는 "시간은 우리를 태우는 불"이라고 썼습니다. 우리는 태어나고 살고 죽습니다. 그러나 인류의 역사를 통틀어 우리는 잠자는 숲속의 미녀 동화에서부터 침체된 들판과 공상과학 소설의 휴면 정지 애니메이션에 이르기까지 시간을 정복할 수 있는 모든 가능성에 사로잡혀 왔습니다.

1971년 Joseph Hafele과 Richard Keating은 비행기에 4개의 원자시계를 놓고 비행기를 두 번(첫 번째는 동쪽으로, 두 번째는 서쪽으로) 지구 주위를 비행했습니다. 그런 다음 두 비행편의 원자시계를 표준 기준으로 사용하는 원자시계와 비교하여 시간의 차이를 발견했습니다.

Hafer-Keating 실험에서 보여주듯이 시간이 흐르는 속도는 상황과 상황에 따라 달라진다. "빛의 속도에 가깝거나 블랙홀에 가까운 초상대론적 속도로 여행하면(파괴되지 않고) 경험하는 시간의 흐름은 다른 사람들보다 짧을 것입니다."

국제 우주 정거장의 우주 비행사는 시간 팽창을 경험하므로 지구에 있는 사람들보다 약간 느리게 노화됩니다. 맥 박사는 “우주 여행 중에는 매우 빠르게 움직이기 때문에 특수상대성이론의 영향을 받고, 또한 지구에서 멀어지기 때문에 지구의 중력 효과도 더 작다”고 설명했다.

그러나 이 시간 팽창은 초 단위로만 측정됩니다. 상당한 시간 팽창을 얻으려면 극도로 큰 중력장이 필요하거나 거의 광속으로 여행해야 합니다. 둘 다 현재 실현 가능하지 않습니다.

코미디에도 불구하고 SF 시리즈인 Red Dwarf는 정지된 시간의 장에 대한 흥미로운 이론을 제공합니다. 정체 장은 제 시간에 있지 않고 당신은 제 시간에 있지 않습니다." 이것은 쇼 디자인의 일부 기술적 타당성과 함께 캐릭터 Lister가 "정말 그렇게 간단합니까?"라고 코멘트하게 만들었습니다. 그럼에도 불구하고, 그것은 생각을 자극합니다.

엄청난 시간 팽창을 일으키기 위해서는 블랙홀과 같은 강한 중력장이 필요하다.

시간은 상대적일 수 있지만 시간은 여전히 ​​우리 현실 세계에서 근본적인 존재입니다. Red Dwarf 공동 제작자 Doug Naylor는 "X선과 납은 같은 것이지만 시간과 정체 장은 그렇게 단순하지 않습니다. 시간은 매우 까다로울 수 있습니다. 입안의 박테리아가 모퉁이를 돌 수 있는 것처럼 치과의사를 만나지 않는 한 절대 잡히지 않을 것입니다."

시간의 개념을 바꾸는 것은 그것을 멈추는 것보다 훨씬 쉽습니다. 마이크가 말했다. "시간이 실제로 멈추지는 않지만 매우 다양한 방식으로 시간을 경험할 수 있습니다."

국방연구청 산하 첨단연구계획국(Darpa)은 현재 분자 수준에서 신체의 신진대사를 늦추는 생물 정체 기술을 연구하고 있다. Biostasis는 부상 후 치료를 받아야 하는 중요한 시간인 소위 "골든 아워"를 연장합니다.

Office of Biotechnology의 프로그램 관리자인 Dr. Tristan McClure-Begley는 생물 정체는 생명체가 작동하는 속도를 늦추도록 설계되었다고 설명했습니다. "저는 원래 분자 약리학에서 생체 적합성을 위한 재료 화학 및 본질적으로 무질서한 단백질 공학에 이르기까지 다양한 잠재적 기술을 탐구하기 위한 프로그램을 구상했습니다."

화학 물질의 반응 시간을 늦춤으로써 생물 정체는 혈액 은행 및 기타 약물의 저장 수명을 연장할 수도 있습니다. Begley는 "biostasis 기술의 가장 시급한 잠재적 응용 중 하나는 백신, 항체 및 효소와 같은 치료 생체 분자의 보호 및 저장입니다. 비싸고 번거로운 cryo-chains 없이 이러한 제품의 기능을 안정적으로 유지할 수 있는 능력 .(냉동 보관), 이것이 프로그램의 주요 목표입니다."

그러나 biostasis는 현재 의료 응급 상황에만 사용되며 장기간 사용하지 않습니다. 우리는 장기적인 해결책에 대한 영감을 얻기 위해 자연을 찾아야 합니다.

Biostasis는 군인이 부상 후 치료를 받아야 하는 중요한 시간인 소위 "골든 아워"를 연장합니다.

나무개구리와 같은 일부 유기체는 크립토바이오시스(cryptobiosis)로 알려진 능력을 가지고 있습니다. 이 능력은 모든 대사 과정을 눈에 띄게 중지하지만 대사적으로 중지된 개구리는 아직 살아 있습니다. 이 능력은 나무 개구리가 얼어붙은 상태에서 살아남을 수 있도록 합니다. 곰과 같은 다른 동물은 동면에 들어가고 그 동안 신진대사가 상당히 느려지고 몇 달 후에 깨어납니다.

인간은 이미 의학에서 이 기술을 시도했지만 그 정도는 훨씬 적습니다. 심장 마비나 뇌 손상이 발생한 경우 치료적 저체온 요법을 사용하여 부상당한 환자를 식히고 며칠 동안 신진대사를 억제하여 신체가 회복할 시간을 줄 수 있습니다.

이 치료법을 기반으로 NASA는 화성 임무에서 우주비행사를 돕기 위해 최대 절전 모드 기술을 개발하고 있습니다.

최대 절전 모드는 두 가지 주요 단계로 나뉩니다. 보조 진정을 포함한 초기 냉각 기간과 후속 워밍업/각성 기간입니다. SpaceWorks의 CEO이자 운영 책임자인 John Bradford는 "임상 환경에서는 매우 많은 양의 진정제를 사용하고 침습적 냉각 시스템을 사용하여 최대 절전 모드로 전환할 수 있지만 진정제 투여량을 최소화하고 냉각 과정을 단순화하는 신약입니다."

체온을 5°C 낮추면 신진대사(신진대사는 우리 몸의 화학 반응 과정)를 50% 줄여 생명을 유지할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다. 브래드포드는 "동면하는 동물이 더 오래 살기 때문에 회복 요인이 있다"고 말했다. 대사율이 50% 감소한 것을 감안할 때 이 상태로 6개월 동안 있으면 회복 기간이 아마 3개월 정도 걸릴 것이다. 그러나 , 이 측면은 우리 연구의 주요 동기가 아니었으며, 효과의 크기를 정량화하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다."

최대 절전 모드 기술은 장기 기증을 기다리는 환자에게도 사용할 수 있습니다.

위의 기술은 대사율을 낮추지만 SF의 정지 애니메이션을 구현할 수 있습니까? 공상 과학 소설에서 가장 잘 알려진 것은 미래에 환자를 소생시키기 위해 신체를 약 -190°C(-310°F)로 동결시키는 극저온입니다.

나무 개구리와 같은 일부 동물은 신진 대사를 중단하고 여전히 생명을 가질 수 있습니다.

그러나 사람을 극저온 상태로 만드는 것은 단순히 냉동시키는 것보다 더 복잡합니다. "우리는 혈액을 플러싱한 다음 환자에게 동결 보호제를 제공합니다."라고 영국에서 냉동 장치를 연구하는 Victoria Stevens가 말했습니다.

"저온은 실험 대상을 동결된 고체 상태로 만드는 것이 아니라 유리 상태로 만들어 실험 대상에 대한 얼음 결정의 손상을 줄입니다." 소위 유리 상태는 액체 내의 물질이 급속하게 냉각되는 것을 말합니다. 상태이고 분자가 결정을 형성하지 못합니다.

극저온은 심장 박동이 멈출 때만 사용됩니다. 미래에 의학은 소생하고 치유할 수 있을 만큼 충분히 발전할 것으로 예상됩니다. 스티븐스 박사는 "현재 아무도 이를 수행할 기술이 없기 때문에 동결 후 성공적으로 소생할 수 없었고, 만약 우리가 이 기술 개발에 성공한다면 애초에 동결보존이 필요하지 않을 수도 있다"고 말했다.

수백 가지의 동결 보존 방법이 존재하지만, 극저온은 극단적인 과정입니다. Stephens는 "이것은 완전히 실험적인 개발이며 결론에 도달하지 못했다"고 인정합니다.

2001년 13개월 된 Erika Nordby는 눈 속에 갇혀 약 2시간 동안 동면한 후 부활했습니다. 이 2시간 동안 Nordby는 심장 박동이 없었고 임상적으로 사망한 것으로 간주됩니다. 이것은 우리로 하여금 휴면 정지 애니메이션 기술이 언젠가는 개발될 것이라는 희망으로 이어지지만, Nordbey 사건은 아직 복제될 수 없는 고립된 사건이다.

시간은 우리 현실의 본질적인 존재이기 때문에 우리가 공간의 깊이와 넓이를 방해할 수 없는 것처럼 시간의 흐름을 막을 수 없습니다. 또한 실제 시간 팽창에는 복잡한 엔지니어링 및 에너지 요구 사항이 필요하며 이는 여전히 현실에서 실현 가능하지 않습니다.

생명공학이 불가능해 보이는 이 문제에 대한 해결책이 될 수 있고 궁극적으로 시간이 지남에 따라 승리할 수 있을까요?

"아마도." 베글리가 말했다. "하지만 가까운 장래에 그럴 가능성은 거의 없습니다."