[한 줄 요약] 양자 시스템 내에서 엔트로피의 흐름을 통해 시간이 스스로 발생하는 과정을 실험적으로 확인한 놀라운 연구 결과입니다.
2026년 7월 7일자 기사 기준,
우리가 살고 있는 이 거대한 우주에 외부적인 시계가 존재하지 않는다면, 시간은 과연 어디에서 오는 걸까요? 최근 물리학계에서는 매우 흥미롭고도 신비로운 실험 결과가 발표되었습니다.
영국 버밍안 대학교의 실험 물리학자인 지오바니 바로티니(Giovanni Barontini) 연구팀은 초저온 원자 구름을 이용해 일종의 '미니 우주'를 만들어냈습니다. 이 시스템은 주변 환경과 완벽하게 격리되어 있어, 마치 우리 우주처럼 외부에서 참조할 수 있는 시계가 전혀 없는 상태였습니다.
연구팀은 이 시스템을 두 부분으로 나누고, 한쪽을 '다크 섹터(dark sector)'로 지정해 관찰 대상에서 제외했습니다. 그리고 나머지 한쪽인 '브라이트 섹터'의 변화를 통해 시간의 흐름을 추적했는데요. 연구 결과, 시간은 외부의 시계가 아닌 시스템 내부의 엔트로피(무질서도) 변화를 통해 스스로 발생한다는 사실을 확인했습니다.
연구팀이 구축한 '엔트로피 시간'에 따르면, 두 영역 사이에서 엔트로피가 활발하게 이동할 때는 시간이 빠르게 흐르고, 이동이 느려지면 시간도 느려졌습니다. 심지어 두 영역이 평형 상태에 도달해 더 이상 엔트로피 교환이 일어나지 않을 때는 시간마저 멈춰버리는 현상이 관찰되었습니다.
이번 실험은 수십 년 동안 양자 우주론과 열역학 분야에서 이론으로만 존재하던 '관계적 시간(relational time)' 개념을 실험실에서 직접, 그리고 정량적으로 검증해냈다는 점에서 매우 큰 의미를 가집니다. 시간이란 어쩌면 시스템 내부의 상호작용이 만들어낸 결과물일지도 모르겠습니다.