1. 개요
이 문서는 영화 인터스텔라의 작중 설정 및 재현에 대해 과학적으로 분석한 내용을 다룬다. 영화 내 등장인물이 실제로 행동한 결과가 과학적으로 옳은지만 확인한다. 영화 내 등장인물이 내리는 판단이나 예상 행동과 스토리는 본 문서 외의 영역이다. 예를 들면 만 박사가 신호를 왜 발송했는지, 어떤 의도가 있는지가 아니라 그 전파 신호가 어떻게 수신되었을지를 다룬다는 것이다. 개인적인 몰입도나 평가와 반응도 문서 외의 영역이다.이론물리학적인 내용이 많이 동원되었으며, 또한 오랜만에 개봉한 하드SF(최소한 외피는 그러하다) 영화였기 때문에, 실제 과학 이론적으로 잘 재현되었는지에 대한 관심이 많은 영화였고, 초대질량 블랙홀(Supermassive black hole)의 경우 대중에게 잘 알려져 있지 않았기 때문에 '블랙홀에 들어갔는데 조석력에 의해 몸이 찢기지 않는 이유가 무엇인가?' 같은 말이 나오기도 했다. 하지만 그 외에 영화가 개봉했을 때에 가장 많이 논란이 되었던 것은 블랙홀 주변부 행성들의 설정과 그 가능성 여부였으며, 그 이외에도 몇몇 묘사에 대한 왈가왈부가 있었다.
이론물리학자로서 명성이 높은 킵 손 교수가 제작과 과학적 재현에 깊게 관여했기 때문에, 모든 면에서 이 영화의 과학적 재현이 철저하다고 생각하기 쉽지만 영화가 재현해야 할 부분은 이론물리학만이 아니므로 다시 생각해 볼 여지가 있다. 조너선 놀란이 칼텍에서 4년 동안 관련 과목을 수강했다는 이야기가 화제가 되긴 했으나, 이 역시 상대성 이론 관련 수업에 국한하므로 다른 세부 설정의 합당성을 검증하기엔 어려운 면이 있다.
그러나 어디까지나 최종 결과물을 만드는 것은 감독이고, 감독의 목표는 관객이 흥미를 느끼고 화면에 집중할 수 있는 영화를 만드는 것이지, 과학 다큐멘터리를 만드는 게 아니기 때문에 부분적으로 과학적 재현을 포기하는 경우도 많다. 언급되겠지만 이론물리학 관련 분야인 블랙홀의 외양 묘사에서도 영화의 비주얼적 분위기를 내기 위한 시각적 타협이 존재한다. 이는 킵 손이 저술한 '인터스텔라의 과학'이란 도서에서도 언급되는 부분.
2. NASA의 MRI 발명설
작중에서 쿠퍼가 과학기술과 나사 등에 대해 회의적인 태도를 보인 학교 교사에게 따지면서 NASA가 MRI를 발명했다고 언급하는 장면이 있는데, 이에 대해선 나사가 이미 예전에 부인한 바 있다. 기본 개념이나 테스트 사진 등은 1952년에 이미 확립되고 촬영까지 했었다. 다만 필름이 아닌 디지털 이미지로 구현한 건 1960년대 아폴로 계획의 개발 부산물 중 하나다. 엄밀히 말하면 MRI를 쓸모 있게 만든 게 NASA.[1] 다만 MRI를 나사에서 만들었다는 이야기는 실제로 전 세계에 널리 퍼졌던 대표적인 루머로서, 주인공이 그냥 잘못 알고 있었다고 한다면 고증오류는 아니다.참고로 영어 대본에서는 "One of those 'useless machines' they used to make was an MRI" 라는 말을 했었다. 여기서 they 는 NASA라고 해석하기는 힘들고, 그냥 당시의 세대들 일컬어 '그들'이라고 부르는 것이라 해석하는 것이 옳다. 당시 선생은 나사를 지칭해서 비판한게 아니라 "달 착륙이란 쓸데없는 짓에 과도한 기술과 자원을 들이는 짓을 하는 시대," 즉 20세기 당시부터 우주 프로그램을 포함해 기술적인 발전이 비약적으로 이뤄지던 것을, 이들이 자원을 쓸모없이 소모했다며 비난하고 있었다. 다시 말해 기술적 도약이 이뤄지던 세대를 they라고 본다면, 쿠퍼의 반박이 말이 된다. 영미권 문화의 언어적 특성을 고려해 볼 때 그 장면의 문맥 속에서 they라는 단어는 충분히 그만큼 포괄적이고 추상적인 의미를 가지는 게 절대 무리가 아니기 때문.
3. 인류를 살리기 위해 새 행성을 찾을 필요가 있었나?
이런 의문이 제기된 이유는 플랜 A와 중력방정식, 플랜 A를 유지해야 하는 이유를 지엽적으로 해석했기 때문이다.-
플랜 A의 목표는?
플랜 A의 목표가 정확하게 언급되지 않았다느니 뭐니 하지만 영화 내에서 지속적으로 언급된다. 인위적으로 생성된 웜홀을 통해 이주 가능한 행성을 찾는 것이다. 즉 초기 탐사멤버와 달리 편도임무가 아닌 사람을 이주시키는 왕복임무였으며 존 브랜드가 표면적으로 내세운 목표긴 하지만 명확했다. 그래서 쿠퍼가 자원을 했고 딸에게 돌아올 것이라고 약속했다.
문제는 플랜 A의 핵심인 중력방정식인데, 인류를 이주시키려면 기존의 우주발사체로는 어림도 없기 때문에 존 브랜드가 지구에서 중력방정식을 완성시킬 동안 적합한 행성을 찾아 내는 것이었고 플랜 B의 실행여부도 저 중력방정식의 완성에 달려 있었다.
-
벙커가 해결책이 되는가?
더스트 볼과 병충해가 문제라면 바이오스피어 2 같은 벙커를 건설하면 되지 않냐는 주장도 있다. 지하에서 인공조명과 수경재배시설로 식량을 생산하며 먼지폭풍을 피하는 것이 한 방법이 될 수 있다.
하지만 이 또한 크게 가능성은 없다. 식량난과 더스트 볼에 시달리면서 최소 수십 만 명이 자급자족할 대규모 시설을 국가예산으로 진행한다? 다시 한 번 나사가 시민들을 대상으로 폭탄을 떨어트려야 할 상황이 발생할 것이다.[2] 벙커를 짓는다고 처도 결국 미국 인구 전체가 들어갈 벙커는 만들지 못할 것이다. 그리고 만든다고 해도 벙커 내에서 인구가 증가할 경우 벙커의 과밀화는 당연한 수순이다. 결국 폭압적인 인구조절과 벙커 내 인류와 외부로 내쫒긴 인류의 차별화[3]로 이어질 것이다.
-
중력방정식의 의의
중력방정식은 단순히 효율적인 우주발사체를 만드는 공식이 아니다. 중력 그 자체를 조절가능하게 만들어 주며 쿠퍼정거장도 기존의 정거장과 다른 구조를 하고 있다.
-
인공대기
우주복이나 우주선 등 인간이 우주에서 숨 쉴 1기압 환경을 만들기 위해 많은 노력이 필요하지만 인공중력으로 인공대기를 만든다면 밀폐된 격실이나 거대한 공기탱크가 필요 없어진다. 중력이 대기를 붙들어 놓으니 공기를 풀어 놓고 흙과 나무만 심어도 절대 다수가 숨쉴 수 있는 1기압 환경을 만들 수 있다. 쿠퍼 정거장의 비행장을 보면 확인 가능한데, 발진을 위해 문을 열자 그대로 우주로 이어진다. 이미 대기가 형성되었기 때문에 복잡한 감압절차를 거칠 필요 없이 문만 열고 닫으면 된다.
-
인류에게 비전을 제시함
중력방정식으로 중력을 자유자재로 조절할 수 있다면 지구에서도 활용이 가능하다. 가령 거대벙커를 짓는다면 산을 깎아서 나오는 수백톤의 돌들을 손쉽게 치우는 장치나 여러 자재들을 전 국가에서 대량운송할 특수차량을 만들 수도 있을 것이다.
하지만 전 인류의 이주가 가능성이 있음을 대중에게 알릴 수 있다는 점이 제일 중요하다. 기껏해야 다섯 명을 우주로 보내는데 거대한 로켓을 쓴다면 아무도 자기 세대에서 이주 혜택을 받으리라 기대하지 않는다. 하지만 중력방정식으로 수백 배는 되는 사람을 우주로 보내고 지구의 도움 없이 자급자족 가능한 모습을 보면 다들 납득할 것이고, 이주가 끝날 때까지 지구에 벙커를 건설하고 안전하게 다음 세대를 이어갈 수 있다고 설득할 수 있다.
3.1. 작물 관련
인터스텔라에서 언급된 작물은 밀, 오크라, 옥수수 셋으로, 영화상에서는 처음에 밀을 재배하다가 병충해와 환경 악화로 밀이 잘 자라지 않자 농가들이 오크라를 재배하고, 그마저 자라지 않자 옥수수 농사로 전향한 것을 보여 주고 있다. 이에 대한 반론으로 당장 이거 말고도 척박한 환경에서도 잘 자라는 지구상의 작물은 많이 있다는 주장이 있다.실제로 척박한 환경에서 자라는 작물의 대표주자로 피와 쑥을 예로 드는 주장이 있다. 우선 쑥의 경우, 주식으로 삼을 무게 대비 영양분과 칼로리가 안 나온다. 영양성분표를 보면 쑥은 1kg을 먹어도 180kcal밖에 안 나오는데, 밥 100g이 170kcal 정도이니 쑥을 식사로 삼으려면 한 끼에 밥공기 10개 분량 쑥을 먹어야 된다.
하지만 외부 환경요인과는 상관없이 충분한 에너지만 있다면 운용될 수 있는 식물 공장이 완전히 간과되었음은 부정할 수 없다. 코로나 사태 초기 마스크 품귀현상이 벌어졌을 때 적지 않은 수의 기업들이 마스크 제조 설비를 자사 공장에 들여와 발 빠르게 대응했다는 현실에 비추어 볼 때, 인터스텔라의 배경설정처럼 식량난이 발생하면 민간 기업들은 우후죽순 식물공장 설비 확충이나 공장 전용을 위해 투자했을 테고, 현실의 식물공장의 생산능력을 고려해보면 영화에서 묘사되는 것만큼 절망적인 환경이 된다는 설정은 높은 핍진성을 갖추고 있다고 단언하기는 어렵다.
물론 기상 이변으로 인한 농산업 유지 비용과 시장의 변화, 수자원 문제, GMO의 저작권 문제 등등 그 외 여러가지 요인들도 고려하면 생각해볼 사항은 무궁무진하며, 작물 관련 묘사의 비판점 역시 허술하다고 볼 수 있을 여지가 있다. 그러나 여기서 이런 것까지 논하기엔 내용이 너무나 방대해지므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
4. 바이러스 관련
인터스텔라에 나타나는 지구의 위기는 질소 호흡을 하는 마름병이 창궐하여 (다른 종의 작물로 계속 퍼지고 있으니 결국 작물 외의 다른 식물까지 멸절) 산소 부족으로 지구가 생물이 살 수 없는 행성이 된다는 것이다. 영화상에서는 바이러스라는 표현도 나오지 않는다.질소를 소모하는 바이러스 때문에 지구의 대기 조성이 변화하여 인류의 미래가 위협받는다는 묘사가 있는데, 이는 상식적으로는 말이 되지 않는 내용이다. 좀 더 구체적으로 설명하자면, 질소를 소모하는 것이 문제가 아니라 바이러스가 창궐해 식물이 죽어가는 것에 문제가 있다. 질소는 토양과 대기, 어디에나 풍부하며 작물을 키우기 위해서는 토양에 질소가 필요하므로 배제할 수도 없다. 즉 바이러스가 퍼지는 것을 막기 힘들다는 말. 대기 조성 문제는 바이러스가 식물을 죽이고, 식물이 만들어내는 산소가 부족해진다는 이야기다.
-
바이러스는
핵산과 단백질 껍질로 이루어져 있어 세포성의 구조가 아니다. 그렇기에 질소를 이용한 상대적으로 고등한 물질대사를 전혀 할 수 없다. 아마 박테리아(세균)와 혼동했을 가능성이 높다.
심지어 질소고정은 호흡하고도 상관이 없다 - 70억 인류의 호흡이 지구의 대기에 미치는 영향은 미미하고 21세기의 인류가 화석 연료를 엄청나게 소모하는데도 대기 조성 변화가 비교적 느린 것에서 알 수 있듯이, 바이러스가 아무리 창궐한다고 해도 대기 조성을 인류에 위협적일 정도로 변화시키는 데에는 몇 백만 년은 걸린다고 한다.[4] #
5. 사회 묘사[5]
인류 멸망을 코앞에 둔 상황 치고는 사회역학적인 묘사가 너무 부실하다는 평가가 있다. 그러나 사실 멸망까지는 한 세대 너머 정도 남았다는 것을 보아 멸망 직전의 모습이 아니라 쇠퇴한 문명의 모습을 보여 주는 시기였을 가능성이 높다.- 몇몇 작물 이외에는 멸종된 상황인 데다가 식량도 모자란 상황인데, 굶주림 등에 대한 묘사도 거의 없거니와 틈만 나면 맥주를 마시고 있다.[6] 야구를 보러 갔는데 핫도그가 아닌 팝콘이나 먹는다고 불평하는 장면도 있다.
-
묵시록적 설정과는 달리, 사회 붕괴에 대한 묘사가 전무하다. 영화의 전반적인 분위기가 사실상
포스트 아포칼립스 상황임에도 불구하고 테러 장면이나 약탈에 대한 묘사도 전무하다. 다만 영화 말미에 사람들이 정처없이 피난을 가는 장면 정도가 나온다.
고담 시티 영화를 만들던 사람 치고는 참 선량한 시민 묘사다[7] - 다른 방향으로 생각하면 이미 사회 시스템의 대붕괴가 한 차례 일어나 동요가 발생했고, 시간이 흘러 충동적인 폭력 사태는 진정된 상황으로 볼 수도 있다. 작중 " 군대는 이미 해체되어서 없다"거나 사상의 통제를 위해 이미 교과서까지 손을 대놨고, 교사들도 정부의 교육 방침에 동조하는 사람들로 채워진 것을 보여 준다. 이것으로 이미 재해가 시작된지 꽤 오랜 시간이 지났고, 정부와 시스템도 이것에 맞춰서 물갈이되어 정착될 때까지 적당한 시간이 지났음을 알 수 있다. 거기다 극중 나사가 해체된 이유 중 하나가 시민들에게 폭격하는 것을 거부해서라는 언급이 있는 것을 보면 대규모 폭동이 일어났고 정부가 무력으로 제압하려고 하였으나 나사 및 군부에서 거부하고 시민들과 정부간에 타협이 이루어져 사회가 안정화를 되찾은 시기였다고 볼 수도 있다. 한두 세대만 더 지나면 인류 멸망이란 점만 빼면.
- 게다가 작중 지구의 배경은 세계에서 국토 대비 인구 비율이 낮은 곳 중 하나인, 미국의 중서부 농촌 소도시다. 세상이 멸망하기 직전이라지만, 기초적인 의식주가 자급자족이 충분히 이루어지는 지역 사회를 묘사하는데 매드맥스나 폴아웃 마냥 폭력과 기아가 난무하는 '구체적' 상황을 넣어야 할 당위성이 없다. 이게 오히려 이치에 맞는데, 현재 기준으로 이미 기상 이변으로 인한 판데믹 사태와 사막화, 해수면 상승, 식량난, 내전으로 인해 고통 받고 죽어가는 이들이 지구상에 수두룩하게 있지만, 정치적 상황이나 산업 구조, 개인의 경제력과 같은 요인들에 의해 피해를 덜 받는 사람들도 많다. 작중 등장 인물들이 이런 상황에 속하고, 이는 등장 인물들의 대사에서도 충분히 설명된다.
- 아래 문단에서 다루겠지만, 다단 로켓 없이 대기권 돌파가 무난히 가능한 엄청난 기술에 도달했던 사회였음에도 불구하고 그 지적 기반이 붕괴되는 것에 대한 묘사가 너무 편의적이라 지적된다. 하지만 영화에서 묘사된 미래는 과학 기술이 천시받는 사회이고, 우주 산업이 천문학적인 예산이 들어가는 점을 생각해 보면, 일부러 단가 문제 내지는 보유 자원을 일차적으로 소비한다는 측면으로 대기권 탈출에만 새턴V를 사용했다고 볼 수 있다. 스페이스X와 같은 민간 우주 개발 산업이 현 상황에서 비판 받는 지점을 생각하면, 오히려 현실적이다. [8]
- 극중 야구 경기 중 2루수로부터 공을 받는 뉴욕 양키스 선수의 등번호가 6번인데, 이 번호는 영구결번되어 있다.
6. 레인저 호와 다단로켓
주인공 일행이 인듀어런스 호에 탑승하기 위해 다단 로켓을 이용해 대기권을 돌파하는 모습이 나오는데, 레인저가 단독으로 간단히 대기권 돌파가 가능하다는 걸 보아 지구 대기권 탈출 시에도 단순히 작은 연료 탱크 정도 달고 가는 것으로도 충분할 테니 이상한 연출이다. 이어지는 장면을 보면 별다른 추가 장비를 싣고 가는 것도 아니었고, 대기권 돌파시에 기체에 부하가 걸린다는 주장도 있으나 이 역시 다단 로켓을 사용하는 것과는 상관이 없다. 기체에 걸리는 부하는 가속도에 좌우되므로 부하와는 상관이 없는 문제고, 우주왕복선처럼 대기권 탈출과 재돌입에 몇 번이고 재사용 가능한 우주선도 이미 예전부터 나와 있다. 더군다나 중력이 지구의 130%라는 밀러 행성도 단독으로 진입-재탈출하는 레인저가 어째 지구에서만 다단계 로켓 부스터를 사용한 건지는 과학적으로 본다면 이해하기 힘들다.다단식은 엄청나게 낭비가 심한 방식이다. 로켓 엔진의 연료 효율이 너무 형편없이 낮기에 대기권 탈출에 그야말로 어마무시한 양의 연료가 필요하기 때문이다. 로켓의 원리를 비유를 들어 설명하자면, 물 위에 널빤지를 띄우고 그 위에 골프공을 한가득 실은 다음 골프채로 그 골프공을 뒤로 쳐날리면서 그 반동으로 전진하는 것과 비슷하다. 당연히 효율은 극도로 낮을 수밖에. 한 예로 아폴로 계획에 사용한 새턴 로켓의 경우 연료와 산화제를 합해 자그마치 360만 리터의 연료를 실었을 정도. 이렇듯 더 멀리 가기 위해 연료를 더 실으려면 그 무게 때문에 연료가 더 필요하며, 또한 더 무겁고 강력한 엔진이 필요하니 이 무게로 인해 연료가 더 필요해지는 악순환에 빠지는지라 무거운 연료탱크와 엔진을 계속 버려서 무게를 줄여 나가는 것이다. 영화에서처럼 단독으로 대기권 탈출이 가능할 만큼 로켓의 효율이 좋아진다면 이런 방식을 사용할 이유가 전혀 없다.
심지어 대기권 탈출 뿐 아니라 태양 질량의 1억 배에 달하는 초거대 블랙홀의 중력권을 쉽사리 들락거리는 등 현대의 과학적 상식으로는 잘 설명하기 힘든 연출이 많이 보인다.[9] 인듀어런스나 레인저에 따로 연료를 대량으로 탑재할 만한 공간이 보이는 것도 아니고, 연료를 많이 실은 게 아니라면 효율이 극도로 좋다는 얘긴데 이런 초월적 연료 효율에 대해 따로 원리나 작동 방식에 대해 극중에서 별도로 언급되지도 않는다. 엔진의 연소 불꽃이 푸른빛인 걸로 보아 아주 진보된 이온 엔진 같은 물건일 가능성은 있지만. 그 외에도 작중에서 인공지능 로봇이나 10년간 연속으로 비행이 가능한 무인기의 동력원이 나온다. 현대 과학 수준을 초월하는 것이 꽤 나오는 편. 그런데 이게 태양전지라는 언급이 나오긴 하는데, 정작 작중 등장하는 무인기를 보면 프롭기가 아니라 제트기다. 당연히도 제트엔진은 연소시킬 연료가 필요하다. 프로젝트 플루토처럼 써멀제트식으로 공기를 엄청나게 고온으로 데워서 분사하는 방식이 있긴 하나 이건 태양전지 따위로는 결코 에너지를 조달할 수 없는 매우 낭비가 심한 방식이라 현실적으로는 가능하지 않다. 태양전지의 효율이 아무리 좋아도 일정 면적에 닿는 태양에너지는 한정되어 있기 때문으로, 해가 떠도 지구상의 대기를 실온으로 데우는데 그친다는 걸 생각해보면 간단한 문제다.
그리고 로켓 엔진을 뛰어넘는 고효율의 추진체는 이온 엔진이나 전자기추진 엔진 등 다양한 종류가 이미 개발 중, 또는 연구 중에 있으며 그런 엔진들이 상용화된 미래라면 극중에서 레인저나 인듀어런스가 보여준 행성간 기동이 가능할 수도 있다. 당연히 그런 기동이 가능한 추진로켓을 이용해서 지구를 탈출하는 것이 맞지, 고전적인 2단 분리로켓을 쓰는 것은 결코 말이 되지 않는다. 해당 로켓이 새턴V 계열이라면 연료는 등유와 액체산소를 이용할 것이고, SLS 계열이라면 액체수소와 액체산소를 이용할 것이다. 석유는 당연히 부식성이 있는 액체이며, 범용성이 있는 연료이므로 언제 쓸지도 모르는 채 수십년을 보관하고 기다리는 것은 말이 안 된다. 액체수소와 액체산소는 영하 200도 가량의 극저온에서만 유지될 수 있으며, 로켓 부피의 연료를 통째로 영하 200도로 유지시키는 것은 말도 안 되는 일이기 때문에 발사 직전에나 주입한다. 따라서 기왕에 있던 로켓과 연료를 이용해서 어쩌고 하는 소리는 그냥 말이 전혀 되지 않는다. 게다가 그런 로켓을 사람들과 과학장비가 가득한 지하기지에서부터 발사한다.
만약 레인저의 고효율 엔진에 쓰이는 어떤 특수 연료를 아끼기 위해서 다단 로켓을 썼다면 말은 된다. 당장 작중에 꾸준히 언급되는 연료 부족 문제[10]를 감안하면 설득력 있는 시나리오인 셈. 작중 세계관을 보면 아직 고전적인 로켓연료를 신규 생산할 수 있는 기술과 능력 정도는 아직 남아있으나 레인저급의 출력을 낼 로켓과 연료의 신규생산은 더 이상 불가능하기에[11] 부득이 구식 연료의 낭비를 감안하더라도 다단 로켓을 채용했다고 하면 말이 된다. 위에서 액체연료 유지가 힘드네 뭐니하는건 가벼운 예시로 논파할 수 있는데 현대적인 총기와 조병창이 없다면 인류는 당연히 남아있는 기술로 흑색화약과 머스킷을 만들어 쓸 것이라는 걸 생각해보면 된다. 없으면 만들 수 있는 거라도 만들어 때우는건 당연한 것이다. 아니면 인듀어런스 호처럼 고중량 모듈에 부착할 만큼의 기술력엔 미치지 못해서 부득이하게 레인저 호에만 썻다고 생각해 볼 수도 있다.
사실 로켓 발사 장면은 CG싫어하기로 유명한 놀란 감독이 미리 찍어둔 고화질 아폴로 4호 발사 영상을 편집한 것이라고 한다. 그렇다면 레인져의 발사 장면을 CG로 처리하기보단 직접 찍은 것을 사용하는 것이 낫다고 생각한 것일 수도 있을 것이다.
7. 행성들
7.1. 세 개의 행성은 인류 생존에 적합한가?
NASA는 웜홀 너머에서 열두 개의 행성을 발견했으며, 그중 세 곳에서 적합 신호를 받았다. 이들이 작중 배경이 되는 밀러 행성, 만 행성, 에드먼즈 행성이다.그런데 이들 행성은 모두 블랙홀인 가르강튀아에 매우 가까운 곳에 자리잡고 있다. 가르강튀아 주변에는 강착원반이 형성되어 있으며, 보통 강착원반은 심히 뜨겁게 가열되어 X선이나 감마선을 방출한다. 그런데 그러한 방사선으로 샤워하고 있는 세 행성이 과연 인류 생존에 적합할지 의문이다. 영문 위키피디아에 따르면 가르강튀아의 강착원반은 태양 정도의 온도일 뿐이기에 X선이나 감마선을 수직 방향의 제트만 제외하면 그리 많이 방출하지는 않는다는 (아마도 태양 정도로만 방출한다는) 설정이라 한다. 블랙홀은 대부분 X선이나 감마선 관측을 통해 관측되기 때문에 그런 것을 내보내지 않는 블랙홀은 애초에 우리가 발견하기가 힘들다. 하지만 주변에 빨아먹을 가스가 얼마 없어서 저런 것들은 별로 방출하지 않고 얌전히(?) 있는 블랙홀들이 얼마든지 있을 것이라고 과학자들은 추측하고 그것이 가르강튀아의 설정으로 사용된 셈.
또한 X선과 감마선을 통해 관측이 불가능한 블랙홀이라도 찾아낼 방법은 있는데, 그것은 행성이나 항성의 움직임을 기록하여 역계산해서 블랙홀의 위치나 질량 등을 알아내는 것. 감마선 등으로도 전혀 관측되지 않는 부분을 중심으로 항성이 돌고 있고, 어떤 지점에서 고속으로 회전하는 주기를 보여 준다면 그 곳에 블랙홀이 있다는 걸 그대로 보여 주는 것이나 마찬가지이기 때문.
블랙홀의 제트로 다량의 방사선과 함께 가속된 물질들이 방출되기는 하지만, 그렇다고 해서 다른 방향으로 방사선이 방출되지 않는 것도 아니다. 가르강튀아의 강착원반에서 나오는 가시광선이 행성들 표면에 내리쬔다면 방사선 역시 마찬가지다. 블랙홀의 제트는 블랙홀이 주위 물질을 흡수하면서(강착원반), 그 물질이 내놓은 자기장이 블랙홀의 자기장이 되어 강착원반의 수직 방향으로 고압의 제트를 내뿜는다고 한다. 가르강튀아 주위는 이런 물질이 많이 부족해서 강착원반도 상당히 소형인 편이고, 따라서 자기장 또한 약해서 이런 제트가 존재하기 힘들다고 한다.[12][13] 가르강튀아의 강착원반이 내놓는 에너지는 딱 태양 정도인 듯.
밀러 행성에서 20여 년의 시간을 손해보고 인듀어런스호에 돌아온 뒤 다음 방문 행성을 결정하는 회의에서 언급된 내용, 그리고 만 행성에서 탈출한 뒤 반파된 인듀어런스 호를 가르강튀아의 중력을 이용해서 가속시켜 에드먼즈 행성에 갈 수 있다는 발언 등으로 봤을 때 에드먼즈 행성은 가르강튀아에서 멀리 떨어져 있을 가능성이 있다. 실제로 웜홀 통과 직후 회의에서 가르강튀아에 대해 얘기할 때 도일이 '밀러 행성과 만 행성이 이를 공전한다'고 언급하므로, 에드먼즈 행성은 블랙홀을 공전하는 게 아니라고 추론할 수도 있다. 만 행성을 갈지 에드먼즈 행성을 갈지 회의하는 씬에서 브랜드의 언급으로 볼 때 밀러 행성과 만 행성은 가르강튀아를 공전하는 행성이 확실하고[14] 또 브랜드 박사가 밀러 행성과 만 행성은 블랙홀 주위를 공전하는 행성이라 생명의 씨앗이 발현하는 아주 작은 확률조차도 힘들게 만드는 척박한 환경이라면서 에드먼즈 행성으로 가야 한다고 주장을 하는 걸로 봐서는 에드먼즈 행성은 근접해 있는 다른 항성계의 행성일 가능성이 높아 보인다.[15]
7.2. 밀러 행성
가장 스펙터클한 비주얼을 보여 준 동시에, 관련 설정으로 가장 논란이 많은 행성이다.7.2.1. 초거대 파도
밀러 행성의 위치에 관한 오류의 정정: 밀러 행성의 하늘의 절반은 가르강튀아가 차지해야 한다는 것은 명백한 사실이다. 하지만 크리스토퍼 놀란 감독은 영화의 절정 부분에 있을 블랙홀 스윙바이 장면에서 보이는 거대한 블랙홀을 미리 보여줌으로서 사람들이 흥미를 잃어버릴까봐 과학적 재현 오류를 감수하고 밀러 행성에서 보이는 가르강튀아의 모습을 달의 20배 크기 정도로 줄였다고 한다. 킵 손도 그 부분에 대해서는 자신도 크리스토퍼 감독을 전혀 비난할 수가 없었다고 한다.밀러 행성의 엄청나게 거대한 초거대 파도는 영화상으로 최소 1㎞는 되는 높이를 자랑한다. 그리고 그 파도는 1시간에 한 번 꼴로 밀어닥친다. 해당 행성에는 초거대 파도가 존재하고 있을 뿐더러 가르강튀아의 중력으로 인한 시간 지연도 발생하고 있다. 하지만 킵 손의 견해로는, 이러한 시간 지연이 가능하려면 밀러 행성은 강착 원반의 안쪽에는 있어야 하지만 영화상에서 묘사된 행성의 위치는 그렇지 않다. 그래서 킵 손은 가르강튀아가 매우 빠르게[16] 회전해야한다고 설명한다.
설정 오류인지를 확언하기 어려운 것은, 공개된 자료만 가지고는 밀러 행성의 반지름과 질량, 자전 속도 등 주요 변수를 알 수 없다는 것이다.[17] 중력이 같은 지점을 비교할 경우 가르강튀아 같이 질량이 무지막지한 블랙홀은 오히려 조석력이 작아지게 되기 때문에 밀러 행성의 경우 조석력의 영향은 작다는 설정도 가능할 수 있겠으나, 이 경우 초거대 파도가 성립할 수 있을지가 발목을 잡는다. 초거대 파도는 가능하면서 행성이 쪼개지지 않는 경우가 가능한가? 게다가 상상을 초월하는 규모의 시간 지연도 일어나고 있다! 요컨대 시간 지연이 일어나는 가르강튀아의 중력 범위 내에 있으면서,[18] 초거대 파도가 가능하고 행성이 파괴되지 않는 설정을 만들어주어야 하는 것이다. 또한 그러한 행성에 물이 안정적으로 유지될 수 있는지에 대한 것도 추가될 수 있겠다. 킵 손 또한 처음에는 밀러 행성에 대해 매우 부정적이었으나, 과도한 우연의 일치를 상정한 결과 겨우 납득은 되는 정도의 과학적 설득력을 부여할 수 있었다고 한다. 이렇듯 처음부터 거대한 파도라는 비쥬얼을 기반으로 행성을 설정한 것. 밀러 행성의 가르강튀아와의 거리라든가, 달의 여부 및 그 달의 질량 문제 같은 걸 영화에서 전혀 표현하지 않은 건 어쩌면 그를 위한 면피일 수도 있겠다. 다만 킵 손이 이러한 시간 지연을 위해서는 가르강튀아의 강착 원반 안쪽에 행성이 존재해야 한다고 말한 것을 생각하면 행성의 위치는 분명 오류다. 원래대로라면 밀러 행성의 하늘은 가르강튀아의 강착 원반으로 꽉 차 있어야 한다.
영화 속에서 등장하는 현상이 지금 당장은 규명 불가능하거나 현상을 목격하지 못했기 때문이라는 이유만으로 오류라고 단언할 수는 없지만, 이 논리대로라면 모든 현상은 이면의 숨은 변수가 있을 수 있으므로 과학적이라는 논리도 가능하다. 고로 과학적 오류가 아니라고 주장하기 위해서는 최소한 이론/수식적인 증명은 있어야 한다.[19]
밀러 행성의 조석력에 대한 정정: '인터스텔라의 과학'의 내용에서 킵 손이 여러 물리학 법칙들로 다양한 계산 방법을 시도해본 결과로는 밀러 행성은 가르강튀아에 완전히 고정되어 있지 않고 오른쪽 왼쪽으로 반복되면서 약간씩 흔들리게 된다라는 결과가 나왔다. 따라서 밀러 행성의 흔들림으로 인해 바닷물이 요동쳐지고 흔들림 주기인 1시간마다 초거대 파도가 몰려오게 된다는 것이다.
킵 손은 '인터스텔라의 과학'에서 밀러 행성이 살짝 럭비공 같이 생겼고[20] 행성의 한쪽 끝은 항상 가르강튀아와 마주치고 있다고 한다. 즉 영화에서 등장하는 거대 파도는 사실 한 자리에 고정되어 있는 형태다. 원래는 밀러 행성은 조석 고정된 확률이 높아 한 곳에만 파도가 있어야 정상인데 행성의 표면이 조석력으로 인해 앞뒤로 움직이면서 쿠퍼 일행이 파도에 마주쳤다는 설정으로 해석했다.
또한 바다 행성임에도 불구하고 걸어다닐 정도로 수심이 얕은 건 밀러 행성의 물 대부분이 저 파도에 집중되어 있기 때문이라고.
킵 손 역시 자신의 저서에서 말하길, 이 행성의 설정을 위해 여러가지 억지 가정들을 붙여 어렵사리 만들었다고. 일반적으로는 거의 불가능하겠지만 적어도 우연적으로는 가능하다는 것이다.[21]
7.2.2. 자전 주기
일반적으로 강대한 조석력은 행성의 핵부터 비틀어버려, 목성의 위성인 이오처럼 마그마가 끓어오르는 빨간 행성이 되는 게 정상이다. 목성의 조석력이 워낙 거대하여 목성의 4대 위성 모두 내부적으로 지열을 포함할 것으로 예측되고 있다.[22]토성과 천왕성, 해왕성의 위성들도 좀 크다 싶은 놈들은 마찬가지 케이스. 따라서 안정된 대기와 수분이 존재하는 이 행성은 달처럼 반드시 한 면만 가르강튀아를 마주보고 있어야만 한다. 물리적으로도 밀러 행성은 강력한 조석력에 의해 조석 고정되어, 한 번 공전할 때 한 번 자전하는 동주기 자전을 하여 항상 같은 면을 가르강튀아에 향하고 있어야 한다. 달이 지구에 한 면만 보이는 것과 수성의 자전 주기가 느린 것도 같은 이유다. 다만 킵손 박사는 자신의 저서에서 밀러 행성이 거의 빛의 속도의 1/3은 될 거라고 언급한 적이 있다.
밀러 행성이 한 면만을 가르강튀아에 보이고 있다면, 작중에서 나타나는 현상을 설명할 수가 없다(일단 낮으로 보이는 환경 묘사에서 가르강튀아는 화면에 보이지 않는다. 설정을 잘 묘사한 것이라기보다는 신경을 안 썼다에 더 의견이 기울긴 하지만). 한 면만 가르강튀아를 향하고 있기 때문에 항상 같은 자리에 밀물이 존재해야 하며, 고로 고정되어 있는 거대한 파도가 우주선을 여러 번 강타하는 건 불가능해진다. 하지만 영화에서 밀러 행성의 모습은 그렇지 않다. 밀러 행성은 초당 10회 자전하는데, 밀러 행성에서의 시간은 보통 우주에서의 시간보다 61,000배 느리게 가므로 실제 밀러 행성에서 느끼는 하루는 1.7시간, 조석력에 의한 파도는 0.85시간마다 닥치게 된다.[23]
오류 정정 - 밀러 행성은 자전을 1초에 10번을 하지 않고 공전을 1초에 10번을 한다. 그리고 하루가 아니라 공전 주기가 1.7시간이다.[24] 그리고 킵 손이 여러 방정식과 계산 방법을 도입해본 결과 밀러 행성은 한면이 가르강튀아의 조석력에 영원히 구속되어 있지 않고 오른쪽 왼쪽으로 반복하면서 흔들리게 되는데 흔들린 밀러 행성에 의해 바닷물이 요동치게 되어 거대한 파도가 생기는 것이다. 따라서 밀러 행성의 거대 파도는 조수 간만차와 상관이 없다.
7.2.3. 이런 지옥 같은 곳을 갈 필요는 없었다?
밀러의 시간이 느리게 흐른다면 당연히 전송된 신호에서도 그것이 감지될 수밖에 없다. 즉 밀러의 신호는 도플러 효과에 의해 길게 적색편이된다. 만약 밀러의 우주선이 수백만 hz의 마이크로파로 신호를 전송했다면, 바깥에 있는 쿠퍼 일행은 라디오 전파 급의 신호를 받았을 것이다. 이래서야 제대로 된 신호라고도 할 수 없다. 당연히 이상하게 생각했어야 했다. 그러면서 정작 밀러 행성에서 밀러의 우주선의 잔해를 보고 나서야 1시간도 안 된 잔해라는 걸 알아차리는데 SF 매니아라면 처음에 아멜리아 박사의 말을 듣자마자 이미 밀러의 운명을 알고 있었을 것.밀러 박사가 신호를 보낼 때 신호가 적색편이가 일어날 것을 예측해서 이를 보정해서 보냈을 가능성이 있다. 이 경우 보정하면서 왜 그 사실도 알리지 않았는가가 문제가 된다. 아니면 쿠퍼 일행이 적색편이된 신호를 받았지만 '당연히 중력이 세니까 적색편이가 되는 거지 뭐 이상할 거 있음?'하고 생각했을 수도 있다. 과학자들이니 당연히 밀러 박사가 도착한지 그리 오래 지나지 않았으리라는 것은 알았겠지만 설마 도착하자마자 아주 좋다고 신호를 보낸 사람이 1시간도 안 되어 죽었을 거라고 생각하긴 힘드니. 물론 지구의 운명을 걸고 딱 한 번의 기회로 모든 자원을 들여 탐사하는 건데, 계산을 너무 대충했다고도 할 만하다. 쥐꼬리만한 데이터도 큰 자산이 되는 판에, 심지어 직접 행성에 도착해 보낸 데이터를 받은 탐사 계획이 이렇게 구멍투성이라는 것은 상당히 허술한 플롯이라고밖에는 할 수 없다. 게다가 엄청난 리스크가 동반되는 탐사인데도 불구하고 플랜을 엉성하게 짰다는 것. 목숨 걸고 선발대로 탐사를 떠났던 세 사람만 불쌍하게 되었다.
웜홀을 통과한 직후 회의에서 로밀리가 '밀러 행성이 예상보다 가르강튀아에 가깝다', '밀러 행성에서의 1시간은 지구에서의 7년에 해당한다'고 말하는 장면이 나오는데, 그렇다면 나사로 미션이 인듀어런스보다 10년 앞서 출발했으니 밀러가 행성에 도착한 지는 2시간이 채 안 되는 셈이다. 게다가 고중력에 의한 시간 지연은 행성이 아니라 블랙홀 때문이므로, 가르강튀아의 중력장 깊숙한 곳에 있는 행성으로 접근, 감속, 착륙하는 시간까지 감안한다면 사실상 행성 표면에 도착한 지는 1시간 남짓 됐을 것이다. 주인공 일행이 "행성에 착륙-(영화상 연출을 길게 잡아줘도)수십여 분간 탐색-1차 해일 강타-(45분에서)1시간가량 엔진이 복구되길 기다림-2차 해일 도착 직전 탈출"로 행성 표면에서는 1~2시간(바깥 시간으론 7~14년) 정도밖에 안 머물렀음에도 불구하고 인듀어런스에서는 23년이라는 시간이 흐른 이유도 이 때문. 그 짧은 시간 내의 탐사는 한계가 있다. 하지만 반대로 생각해보면 그 짧은 시간에도 단박에 이 행성은 좋은 곳이라고 판단하고 청신호를 보내온 것, 물과 유기질이 발견됐다고 한 것을 감안하면 지구에서의 2년이라는 시간을 희생해서라도 착륙하기로 결정한 것도 무리는 아니다.[25] 그 2년이 23년이 되어버려서 문제지…
7.3. 만 행성
밀러 행성만큼은 아니더라도 자잘한 묘사 문제가 존재한다. 자세한 내용은 만 행성 항목을 참고.8. 중력은 차원을 넘어 전달된다
이는 과학적 재현 오류라기보다는, 증명되지 않은 영역에서의 이론적 배경 및 상상력을 토대로 하고 있기 때문에, 관련된 여러 입장을 소개하기로 한다.일단 중력이 차원을 넘어 전달될 수 있는 유일한 힘이라는 이론은 초끈 이론(Superstring theory) 또는 M이론(M-theory)적 주장이다. 초끈이론에서 중력자는 브레인(차원)에 속박되지 않은 유일한 끈이다. 자연계에 존재하는 다른 3가지 힘을 매개하는 입자들(WZ 보손, 글루온, 광자)을 구성하는 끈은 열린 끈이어서 차원을 뛰어넘어 영향을 받지 못하지만, 중력자를 구성하는 끈은 닫힌끈이기 때문에 차원의 영향을 받지 않는다. 따라서 차원간을 넘나드는 것이 가능하다는 것이다. 실제로 초끈이론에서는 중력이 네 가지 기본 힘들 중 독보적으로 약한 이유가 여분 차원으로 중력이 새어나가기 때문이라고 추정하고 있다. 물론 이론적 측면을 벗어나서 보면 초끈이론은 아무 것도 예측하지 못하고, 전혀 검증된 바도 없는 이론이기도 하다. 미래에 초끈이론으로 설명된다 하여도 영화에는 분명 현존하는 이론/실험에 반하는 일부 요소가 있으므로, 시각에 따라 이 문서에 들어갈 만한 논쟁의 요소가 있다고 하겠다. 게다가 초끈이론이 점점 세간에서 찬밥 대접을 받고 있는 와중이라 더더욱 그러하다. 어쨌든 초끈이론은 많은 이들의 희망이기도 하고, 촉망받는 통합이론(Theory of Everything)… 이었으므로 SF 설정에서 써먹더라도 특별히 이상할 것은 없다.
애초에 SF 장르에서는 알려진 이론/실험적 바탕을 어느 정도 무시하거나 인식의 공란을 사변론적, 형이상학적인 비약으로 채워 이야기를 만드는 경우가 흔하므로, 최신의 이론적 예견에만 부합하게 설계한다면 별 문제가 아닐 수 있다. 관련 서적들을 많이 읽어본 이들이라면 알겠지만, 이미 많은 사변론적 SF들이 이러한 이론적 상상력을 토대로 하고 있다. 물론 어떤 시각이 틀렸다 맞았다를 확언할 수 있는 사례는 아니다.
-
영화 내에서는 위 설정에 기반해 미래에서 과거로 중력을 통해 메시지를 보내거나
웜홀을 만들고
테서랙트를 창조하는 등 사실상 스토리 전개에 있어 핵심적인 요소가 되고 있다. 보통 이는 널리 알려진
국소성 원리를 위반하는 것이므로 이것이 잘못된 설정이라고 생각할 수 있다. 하지만
벨 부등식에 대한 실험은 미시적 규모에서 국소성 원리와 실재성이 동시에 양립할 수 없음을 보였다. 국소성 원리가 위반되었음을 받아들이거나 국소성을 만족시키는 추상적인 수학적 구조만이 존재하며 개별적 실재는 없다는 것을 받아들여야 한다는 말이다. 또한 연구결과 양자역학적 현상은 거의 원자 10000개 수준의 규모에까지 이르는 것으로 알려졌기 때문에, 거시적 영역이라고 해도 국소성 원리가 항상 성립하는지는 확언하기 어렵다. 요컨대 국소성 원리를 어겼다고 해서
설정오류라고 단언할 수는 없다는 것이다. 오히려 작은 정보 전달의 영역에서는 비국소적인 시각이 보다 합당할 수도 있다.
반면 이러한 양자역학의 비국소성(혹은 비실재성)과는 상관 없이, 경험적 증거만으로 봤을 때라면 중력은 빛의 속도와 동일하다는 것이 중론이다. 중력은 중력자를 주고받는 상호작용으로 일어나는 것으로 추정되고 있으며 이 중력자는 질량이 0인 입자인 고로 상대성 이론에 따라 그 속도는 빛의 속도와 동일할 것으로 추정하고 있다. 실제 쌍성계의 별들의 움직임이나 중성자별의 충돌을 관측한 결과로도 중력의 전파 속도는 빛의 속도와 동일하다는 결론이 수 차례 도출된 바 있다.
관련 내용은 위키피디아 중력의 속력 문서를 참조할 것.
- 상대성이론에 의하면 진공에서의 빛의 속도 c는 물질/에너지의 최대속도일 뿐만 아니라 물질간의 상호작용의 최대제한속도이기도 하다. 중력이 빛보다 빠르게 전달된다면 (영화에서의 묘사처럼) 과거나 미래로도 전달될 수 있으므로 이론적으로 시간여행이 가능해지며, 관련된 온갖 패러독스(발신을 보내기 전에 답장을 받는다든가)와 함께 기존의 모든 상식들이 붕괴된다. 이견이 있다는 부분도 알베르트 아인슈타인의 이론에서는 중력파의 속도= 광속 이지만 '실제로는 이보다 아주 아주 살짝 느린 게 아닐까'하는 정도지, '빛보다 빠름ㅎㅎ'하는 수준은 절대 아니다. 빛보다 빠르다고 주장하는 순간 타임 패러독스에 부딪힐 가능성이 있다.
-
광속보다 빠른 입자의 존재 가능성은 이론적인 수준에서 예견이 되어 왔다. 이 입자가 다른 입자와 상호작용을 거의 하지 않기 때문에 증명할 수 없다는 이야기가 있는데, 그 입자가 상호작용을 하지 않는다는 말은, 상호작용을 통해 "정보를 전달할 수 없다"는 의미다.
"광자처럼 어떠한 상호작용을 하는 입자가 아무리 빨라도 광속 c를 초과하지 못한다", 다시 말해 "상호작용 가능한 입자의 최대속도는 c"라는 이론이 광속불변 이론이다. 상호작용을 하는 입자는 광속을 초과하는 속도를 가지지 못하지만, 상호작용을 하지 않는 입자는 광속을 초과하는 속도를 가져도 어차피 상호작용을 하지 않기 때문에 문제가 되지 않는다.
관련 내용은 초끈이론, 타키온, 초광속을 참조.
9. 웜홀 너머로의 교신
작중 묘사를 보면 웜홀 너머의 '다른 은하계'에서는 태양계로 제대로 된 신호를 보낼 수 없는 반면, 태양계에서는 머피가 브랜드 교수의 부고 소식을 영상 메세지로 보내는 등 통신에 전혀 문제가 없어 보인다. 원래는 교신이 가능해야 하는데 브랜드 박사 등의 반응을 보면 이 연락 두절에 대해 전혀 예측하지 못한 것으로 보인다. 그러나 밀러 행성에 다녀오고 난 뒤부터 명확히 설명되지 않은 이유로 이제부터 지구와 교신할 수 없다고 한다. 인듀어런스호의 발신 모듈이 고장났더라도 밀러 행성이나 만 행성에서 지구로 신호를 보내던 모듈을 이용하면 발신이 가능했을 텐데 영화상에서 설명이 되지 않아 이상한 부분.다른 설로는 브랜드 박사가 플랜 B만이 실현 가능하다고 믿었기에 일부러 쿠퍼 일행이 속았다는 것을 알지 못하게 하려고 웜홀을 넘어가면 교신이 불가능해지도록 뭔가 장치를 해놨다는 설도 있다.
다만 블랙홀의 강한 중력 영향으로 인해서 적색편이가 발생해서 블랙홀의 주변에서 보낸 신호가 수신자가 기대하는 신호가 아닐 수 있는 가능성은 고려해야 한다.
10. 블랙홀 묘사
영화가 특정 형태 블랙홀의 시각화 시뮬레이션에 많은 공을 들이기는 했지만, 상대론적 도플러 효과에 의한 색 변화 묘사는 생략되어 있다.[26] 다만 이는 관객들의 혼란을 줄이기 위한 것으로, 회전에 의해 강착원반이 비대칭적인 색을 지니면 오히려 혼란스러워 할 수 있다는 감독과 시각효과 담당의 판단에 의한 생략이었다. 같은 이유로 블랙홀의 회전 때문에 생기는 비대칭적인 블랙홀 그림자와 같은 부분들 역시 혼란을 일으킬 수 있다는 판단 하에 그래픽 시뮬레이션상 회전 속도를 영화 설정상 속도보다 대폭 낮추는 방식을 통해 생략되었다. 이창환 부산대 물리학과 교수가 킵 손의 강연에서 시뮬레이션 화면을 보고 와서 쓴 칼럼에서는 '너무 기괴한 모습이라' 타협했을 거라는 의견을 밝히기도 했다.킵 손은 저서인 '인터스텔라의 과학'[27]에서, 자신의 견해에 따르면, 밀러 행성의 경우 해당 시간지연이 가능하려면 강착원반 안쪽 궤도에 있어야 할 것이라고 서술하기도 했다. 다른 행성 설정에 대한 킵 손의 시각이 궁금하다면 책을 읽어보자.
11. 참고자료
천체물리학자가 가르강튀아와 밀러 행성 설정에 대해서 회의적인 입장을 표한 리뷰. 설정의 숫자를 계산해보면 말도 안 되는 것들이고, 쿠퍼 일행은 방사능으로 즉사하거나, 기조력으로 엿가락이 되는 게 맞고, 애당초 그런 궤도에는 행성이 존재조차 하기 어렵다는 의견이다.블랙홀에 돌입하는 것에 대해 말이 안 된다는 의견이 많지만, 블랙홀의 위엄 때문에 기조력을 너무 과장한 측면도 있다는 주장도 있다. 블랙홀의 질량이 커서 사건의 지평선이 넓어질수록 기조력은 약해진다. 태양 질량의 블랙홀이라면 사상의 지평선(약 3km)에선 사람 정도의 생물체는 갈갈이 찢기지만 세포 수준에서는 아무일 없다. 반면에 은하계 중심의 수억 배의 질량에 해당하는 블랙홀이라면 지구 궤도(수억 km) 정도의 사건의 지평선 근처에서 받는 기조력은 의외로 매우 약해서 사람도 견딜 수 있다. 물론 특이점에 다가갈수록 끔살되는 건 확정이지만, 적어도 살아있는 채로 사건의 지평면 안에 돌입하는 건 가능하다. 계산에 의하면, 태양 질량의 블랙홀이라면 사건의 지평선에 들어간 지 1/100,000초 만에 사망하지만 인터스텔라에 나온 것 같이 은하계 중심의 10억 배 이상의 질량을 지닌 블랙홀이라면 1000초, 즉 30분은 더 행동할 수 있다고 한다. 물론 더 큰 블랙홀이라면 늙어 죽을 때까지 특이점 근처의 사망지점을 통과하지 못할 수도 있다. (블랙홀전쟁,p50,2011)
<인터스텔라>의 5가지 오류
물리학자 이종필 박사가 쓴 가르쳐 주지 않는 물리학
이종필박사와 천문학자 이강환박사의 영화 인터스텔라 1시간 반 오디오강의 PLAY
[1]
참고로 이 디지털 이미지 프로세싱은
디지털 카메라의 시조이기도 하다.
[2]
존 브랜드가 쿠퍼에게 로켓을 보여 주자, 나사가 시민들에게 폭탄을 떨어트리길 거부하다가 폐쇄당한 거 아니냐고 묻는다.
[3]
자원채취를 위한 외부 노동 등
[4]
물론 자연사적 관점에서 몇백만 년은 매우 짧은 시간이다.
[5]
이는 과학적인 내용은 아니지만, 재현 내용에 포함될 수 있을 것으로 여겨 추가한다.
[6]
맥주의 주 재료가
보리인 걸 생각해보면 의아한 부분이지만, 나중에 소설로 나온 책에 보면 주인공인 쿠퍼가 맥주를 마시면서 보리가 아닌 옥수수로 만든 맥주가 맛이 없다는 식의 표현이 있다. 영화에서 자세히 설명하지 않은 부분이다. 사실 맥주의 향미는
홉이 강하게 내는 것이기 때문에 '맥주 느낌'을 내기 위해 보리가 필요하진 않다. 현실에서도 우리는
옥수수로 만든 맥주를 먹고 있기도 하고.
[7]
재밌는 건 고담시티도 원작에서는 최대한 안 좋고 더러운 모습을 모아 놓은 뉴욕, 시카고 등의 대도시를 바탕으로 한 가상도시지만 놀란 감독의 고담시티는 "악당들에게 자주 노려지는 뉴욕" 정도로 묘사된다. 다크나이트 삼부작 모두 어떤 극단적인 상황이 되어도 "일반 시민들의 더러운 모습"은 거의 나오지 않는다.
[8]
물론 가장 큰 이유는 역시 기존에 있던 영상 자료를 재활용해야 했기 때문이다. 아무리 컴퓨터 특수효과를 싫어한다고 해서 로켓 발사까지 직접 제작해 찍을 수는 없는 노릇. 그런데 2021년의 톰 크루즈는 정말로 CG를 안쓰려고 우주에 가서 영화를 찍을 계획을 하고 있다
[9]
인터스텔라의 과학에 따르면, 킵 숀의 설정에는, 인듀어런스나 레인져가 이 초거대 블랙홀의 중력권에서 스윙바이를 이용하여 적당히 움직일 수 있도록(밀러에 도달하기 위해서는 광속의 1/3 정도의 속도를 가져야 한다고 한다.(…)), 태양보다 1만 배쯤 무겁고 가르강튀아보다 1만 배쯤 가벼운
중간질량 블랙홀(IMBH)들이 적절한 위치에 배치되었다고 한다.(스윙바이에 쓰일 블랙홀의 질량이 이보다 작으면, 우주선이 필요한 속력을 얻기 전에 기조력으로 찢어진다고 한다.) 가르강튀아에서 행성들 사이를 오갈 때 가속과 감속을 '적절한 위치'의 블랙홀을 이용한 스윙바이에 의존하는 것을 감안한다면, 상당수의 중간질량 블랙홀들이 가르강튀아 주변에 널려있는 셈. 관객들이 혼란스러워할까봐 영화 속에서는 블랙홀은 가르강튀아 말고는 언급이 안 되고, 쿠퍼의 대사에서 밀러 행성으로 가기 위해 중성자별을 이용해서 스윙바이할 거라고 짧게 언급만 되었다.
중성자별로 스윙바이하면 인체에 상당히 유해할 듯하다. 방사능 샤워+기조력으로 찢김+강력한 전자기력으로 인체가 원자단위로 인수분해
[10]
오죽하면 연료가 부족해서 블랙홀로 스윙 바이를 하는 판국이니.
[11]
이게 가능했다면 레인저급을 힘닿는대로 양산해서 넘쳐나는 출력으로 자재와 자원, 인력을 우주로 보내 콜로니를 건설하면 되지 완성 불가능한 중력 방정식 따위에 매달릴 이유가 없다.
[12]
킵 손에 따르면 강착원반이 방출하는 복사는 근처에 있는 인간를 모두 태워버릴 정도로 강하기 때문에 그런 불상사를 피하기 위해 그렇게 설정하였다고
[13]
킵 손의 저서 <인터스텔라의 과학> 참조
[14]
실제로 <인터스텔라의 과학> 책에서도 다이어그램에 만 행성이 가르강튀아 주위를 도는 것으로 그려져 있다.
[15]
이 서술대로라면, 지구에서 토성까지 가는데 그렇게 오래 걸린 우주선으로 어떻게 다른 항성계로 가는지가 참 궁금하다. 웜홀을 통과한 후 갑자기 오버테크놀러지가 되어버리는 우주선 슬링샷을 이용한다고 쳐도 너무 설정이 대충 아닌가? 항성이 블랙홀 주변을 도는건가? 아니면 블랙홀을 탈출한 뒤의 어마어마한 속도로 다른 항성계까지 날아간 것일 수도 있다. 또한 해당 기간동안 아멜리아가 냉동수면을 실시했을 가능성도 있다.
[16]
최대속도에 거의 일치하게
[17]
중력이 지구보다 130% 강하다는 언급이 있는데 아마 질량은 지구보다 큰 듯하다. 다만
바다 행성이면 중력이 강할수록 오히려 파도가 잔잔해져야 정상이지만 하필이면 모항성이 초거대
블랙홀이라…
[18]
킵 손의 저서에 따르면 강착 원반 안쪽.
[19]
물리학과에서 필수로 배우는 ocean tide 내용을 풀이해서 설명하자면, 태양과 달에 의한 파도의 최대 높이는 "(달의 질량/태양의 질량)*(태양과 지구의 거리/달과 지구의 거리)^3" 이다. 여기서 '태양과 지구의 거리'는 세제곱이고, '태양의 질량'은 제곱이 없으므로, 이론상 가르강튀아와 밀러 행성의 거리가 가르강튀아의 질량보다 압도적으로 멀면 가능하다. 하지만 이렇게 거리가 멀어지는 경우엔 가르강튀아의 중력에 의한 엄청난 시간 지연을 설명할 수 있을지가 의문이다. 또는 존재 여부를 알 수 없는 밀러 행성의 달의 물리량이 말도 안 되게 적합하여 이러한 거대 파도를 만들어 낼 수도 있다. 물론 좀 무리가 가는 설정이지만, 무조건 불가능하다고 단정지을 수는 없지만 뭐든 가능하다면서 둘러댄다면 애초에 어떤 영화든 간에 재현 오류라는 비판 자체가 불가능하다.
[20]
우주에서 본 관점인데도 행성이 럭비공처럼 생겼다는건 엄청난 조석력이 가해지고 있다는 의미다. 그
이오조차도 구형 형태를 유지하고 있는데 하물며
지구보다도 큰 밀러 행성이 모양이 바뀔 정도면 엄청난 열이 발생해야 정상인데 밀러 행성은 여전히 물을 가지고 있다. 밀러 행성과 가르강튀아 사이의 거리가 먼 게 아니면 원래 밀러 행성은 불지옥이 됐어야 정상이다. 참고로 작중 거대 파도는 거의 대기권의 구름에 닿을 정도로 높게 표현되어 있는데 사실 이것부터가 행성에 매우 강한 조석력이 가해지고 있다는 떡밥이었다.
[21]
사실 억지 가정을 붙여 어렵사리 만들었다고 해도 우주적 관점에서 볼 때 별 이상할 것은 없다. 우리는
밀러 행성조차도 능가할 정도의 극한의 우연의 일치 위에서 숨쉬고 있으니까 말이다. 무엇보다 애초에 웜홀을 만들어낸 고차원적인 존재들이 큰 계획의 일환으로 일부러 이런 기형적인 천체를 찾아서 그 지역을 웜홀에 연결해 주었다고 하면 그마저도 설명된다.
[22]
영화 설정에서는, 이런 지열로 물의 온도가 유지된다는 내용이 있다는 듯 하다.
[23]
밀러의 행성이 생성, 혹은 그 궤도의 붙들린 지 20만 년밖에 안 된 행성이라 조석으로 인한 마찰이 아직 밀러 행성의 자전을 붙잡지 못해서 그럴 수도 있다.
인터스텔라/천체 참조.
[24]
출처 확인 및 수정 필요
[25]
상온에 가까운 물이 지표면에 널려있어 바다를 형성하는 것이 전해졌으면 시간 지연이 어떻든 무리해서라도 착륙하고 싶었을 것이다. 물론 행성진동으로 발생하는 해일은 생각지도 못했을 것이다. '당연히 밀러는 동주기 자전(달처럼 한 면만 보이게 자전)을 하겠네.'라는 생각도 할 수 있고, 그것이 아니라도 설마 해저 바닥부터 끌어올린 1.2km짜리 파도가 친다는 생각은 하지 못했을 듯 하다.
[26]
간단하게 설명하면, 멀어지는 광원에서 발생하는 빛은 본래보다 붉게 변하며, 가까워지는 광원에서 발생하는 빛은 푸르게 변한다.
[27]
이 책의 행성 이야기는, 킵 손이 자문 입장에서 해명하는 것이 아니라 관객의 입장에서 영화를 본 후에 이게 어떻게 가능할까, 라는 내용을 생각해보는 것에 가깝다. 다시 말해 해당 행성들의 과학적 재현은 킵 손의 책임하에 있는 것이 아니라는 이야기이며 감독 주도로 만들어진 설정이라는 것이다.