“시간은 거꾸로 흐를 수 없다” 100년 만에 풀린 힐베르트 여섯 번째 난제

물리학에는 오랜 모순이 있었습니다. 미시 세계의 입자는 시간을 거꾸로 돌려도 말이 되지만(뉴턴 역학), 이들이 모인 거시 세계는 엎질러진 물처럼 되돌릴 수 없다는 것(열역학)입니다. 이 두 세계를 수학적으로 완벽히 연결하라는 것이 100년 넘게 풀리지 않던 ‘힐베르트 6번 문제’였습니다. 그런데 최근 Yu Deng 교수팀이 이 난제를 해결하며 필즈상 유력 후보로 떠올랐습니다. 차 한 대(입자)는 예측 가능하지만, 수조 대가 얽히면(유체) 계산이 불가능해집니다. 연구팀은 입자 충돌 문제에 전혀 다른 분야인 ‘파동 수학’을 접목했습니다. 이를 통해 개별 입자의 움직임이 어떻게 거대한 흐름으로 변하는지, 즉 ‘시간의 방향성’이 어떻게 생겨나는지를 수학적으로 입증해냈습니다. 복잡한 자연 현상을 가장 단순한 원리로 설명해낸 쾌거이자, 수학이 과학의 빈틈을 어떻게 메우는지 보여주는 아름다운 사례입니다.