닫힌 시간꼴 곡선

닫힌 시간꼴 곡선 (closed timelike curve, CTC)은 일반 상대성 이론에서 시공간을 따라 이동하는 세계선이 다시 시작점으로 되돌아오는 가설적인 궤적을 의미한다. 즉, 우주에서 한 지점을 출발하여 미래로 이동한 후 다시 과거로 돌아와 원래 지점에 도달하는 것이 가능하다는 것이다.

이러한 곡선의 존재는 시간 여행의 가능성을 시사하지만, 동시에 인과율에 대한 심각한 문제점을 야기한다. 만약 닫힌 시간꼴 곡선이 존재한다면, 과거를 변경하여 현재에 영향을 미치는 것이 가능해지며, 이는 논리적 모순 (예: 할아버지 역설)으로 이어질 수 있다.

닫힌 시간꼴 곡선은 아인슈타인 방정식의 일부 해에서 나타나는데, 대표적인 예로는 괴델의 우주, 티플링 실린더, 웜홀 등이 있다. 그러나 이러한 해들은 현실적인 물리적 조건을 만족시키지 못하는 경우가 많으며, 닫힌 시간꼴 곡선의 존재 여부는 아직까지 이론적으로나 실험적으로 증명되지 않았다.

물리학자들은 닫힌 시간꼴 곡선의 존재 가능성에 대해 다양한 견해를 가지고 있다. 일부는 자연이 시간 여행을 허용하지 않도록 하는 물리 법칙 (예: 시간 순서 보호 추측)이 존재한다고 주장하는 반면, 다른 일부는 닫힌 시간꼴 곡선이 양자 역학과 결합될 경우 논리적 모순을 해결할 수 있을 것이라고 주장하기도 한다. 닫힌 시간꼴 곡선은 시간 여행, 인과율, 일반 상대성 이론과 양자 역학의 관계 등 심오한 물리적 문제들을 탐구하는 데 중요한 개념으로 여겨지고 있다.