프롤로그
제1장 인류, 시간을 자각하다
아인슈타인과 스티븐 호킹의 공통점
모든 것은 달력에서 시작되었다
요일은 어떻게 만들었을까?
시간이란 대체 무엇인가?
시간에는 여러 가지 개념이 있다
제2장 시간의 정체를 밝히다
방향: 시간의 화살은 불가역적이다
차원 수: 시간은 왜 1차원인가?
크기: 일정하지 않다
시간은 기분 나쁘다?
방정식에는 시간이 숨어 있다
방정식은 시간의 방향을 구별하지 못한다
낙하 운동도 반대 방향이 가능할까?
시간이 거꾸로 흐르는 세계는 존재할까?
엔트로피 증가의 법칙이란?
제3장 상대성 이론과 시간
빛을 독재자로 만든 특수 상대성 이론
슈퍼히어로의 시간은 얼마나 느려질까?
중력이 시공을 일그러뜨린다는 일반 상대성 이론
블랙홀에 빨려 들어간다면?
상대성 이론을 이용해 오래 살 수 있을까?
인과율은 미래를 어디까지 결정하는가?
빛의 원뿔과 시간의 화살
제4장 양자역학과 시간의 관계
기본적인 소립자는 쿼크와 전자다
원소는 어떻게 만들까?
우리는 어디에서 왔는가?
소립자의 터널 효과
소립자의 불확정성 원리
미래는 확률로만 예언할 수 있다
인과율을 무너뜨릴 수 있는가?
양자역학의 기괴한 성질① 에너지는 띄엄띄엄 존재한다
양자역학의 기괴한 성질② 관측자가 상태를 결정한다
시간도 소립자로 구성되어 있을까?
제5장 숙적 엔트로피와의 대결
영구 기관을 향한 도전
엔트로피의 탄생
볼츠만의 위대한 공적
맥스웰이 탄생시킨 도깨비
미시세계와 거시세계 사이에
열역학 제2법칙, 도깨비를 쓰러뜨리다
도깨비가 부활했다!
양자세계에서는 시간이 역행한다?
제6장 시간은 정말 1차원일까?
고대 중국에서는 시공간을 알고 있었다
우주의 온갖 것을 알 수 있는 방정식
만약 시간이 2차원이라면?
공간은 왜 3차원일까?
차원 수가 많은 세계는 안정적이지 않다
제7장 양자중력 이론과 시간
자연계에는 힘이 네 가지밖에 없다
자연계의 가장 특이한 힘, 중력
전 세계
천재 물리학자 스티븐 호킹의 마지막 제자,
양자중력 이론물리학자가 들려주는 시간의 물리학
“우주는 어떻게 만들어졌는가?” 스티븐 호킹은 죽는 날까지 이 질문을 파고들었다. 우주처럼 광대한 호기심과 기발한 발상으로 새로운 이론을 만들어냈던 호킹. 저자는 영국 케임브리지대학교에서 연구 생활을 하며 호킹의 가르침을 받은 마지막 제자다. 호킹이 배출한 걸출한 물리학자 가운데 한 사람으로 양자중력 이론 연구 분야에서 주목받고 있다. 언제나 유머를 잃지 않았던 호킹의 제자답게 저자는 시간에 관한 기발하고 유쾌한 생각들을 최신 연구 성과를 바탕으로 대담하게 풀어놓는다. ‘시간의 시작은 어디인가’ ‘우리는 어디에서 왔는가’라는 근원적인 질문부터 ‘미래의 기억이 존재할지 모른다’ ‘시간이 2차원이라면 타임머신이 가능하다’라는 엉뚱한 상상까지 거침없이 쏟아낸다. 더불어 스승인 스티븐 호킹과 함께한 케임브리지대학교 추억을 담담하고 재치 있게 들려준다.
물리적 시간부터 우주의 탄생까지
누구나 알지만 아무도 모르는 시간에 관한 모든 것
자연계에는 치우침 없이 균형을 이루려는 대칭성이 존재한다. 우리가 아름답다고 느끼는 것들 중에는 좌우 대칭이 많다. 그런데 왜 시간은 한 방향만 존재할까? 저자는 시간의 비대칭성에 의문을 품고 시간의 역행 가능성을 방향, 차원 수, 크기의 관점에서 풀어나간다. 왜 시간은 과거에서 미래로 한 방향으로만 흐를까? 공간은 3차원인데 왜 시간은 1차원일까? 시간의 크기는 늘어나고 줄어들 수 있을까? 상식으로 여겼던 시간에 관한 생각들을 양자역학, 상대성 이론, 엔트로피 등 굵직한 물리학 이론들을 바탕으로 과학적으로 명쾌하게 설명한다.
책에서는 ‘시간은 되돌릴 수 있을까?’라는 가능성을 추적하기 위해 양자역학과 이에 대립하는 엔트로피 증가의 법칙을 중점적으로 다룬다. 엔트로피 증가의 법칙 관점에서 자연계 모든 물질은 질서에서 무질서해지는 한 방향의 성질만 가지므로 시간의 역행은 일어날 수 없다. 반면 양자역학 관점에서 시간이 소립자로
