시간은 무엇이며, 언제 어떻게 생겨났을까요? 시간은 누구나 가지고 있으며, 똑같이 흘러갑니다. 이 책은 모든 사람이 가진 시간의 본질을 물리학을 기반으로 차근차근 파헤쳐나갑니다. 갈릴레이와 뉴턴이 만들어낸 시간관을 시작으로 많은 과학자가 이론과 실험을 통해 증명하고 수정한 시간관의 모습을 순차적으로 보여줍니다. 뉴턴 역학부터, 카오스 현상, 특수 상대성 이론과 가장 최근의 초끈 이론까지. 고전적 시간관부터 가장 최신의 시간관까지를 예시를 통해 이해하기 쉽게 설명하여, 고등학생 이상 수준의 과학 지식을 지닌 사람이라면 누구나 알 수 있도록 구성했습니다.
제1장 시간을 헤아리다
지금 몇 시야?
시계란 무엇일까?
시간의 흐름을 느끼다
시간의 흐름을 기록하다
솔직한 감상
시간 헤아리는 법
그거, 정말 괜찮을까?
'시간'이라는 가설
제2장 고전적 시간관: 갈릴레이와 뉴턴이 만들어낸 시간관
실험 정신
절대적으로 멈춰 있다
운동의 무대
경험에서 원리로
관성: 상대성 원리의 발현
힘·질량·가속도
힘이란 사물 간의 상호작용
추상화의 위력
운동 법칙이 들려주는 시간의 모습
제3장 무엇이 시간의 방향을 결정하는가: '시간의 화살' 문제
시간과 운동 사이
시간은 되돌릴 수 있다?
'가능성' 헤아리기
무언가가 부족하다
혼돈이기 때문에
시간은 가능성의 방향으로
아직 알지 못하는 것
우리가 느끼는 '시간'의 본질은?
제4장 빛이 인도하는 새로운 시간관의 여명: 특수 상대성 이론
빛이 빠르다고들 하지만
빛은 파동? 입자?
빛의 정체
마이컬슨과 몰리의 실망
세기말의 딜레마
아인슈타인의 아이디어
갈등과 결단
절대 시간에서 상대 시간으로
탁상공론을 넘어서
'시간의 방향'이라는 관점
시공과 거리
시간 지연의 의미: 시간과 공간의 일체성
제5장 요동치는 시공과 중력의 정체: 일반 상대성 이론
일반화된 상대성 원리
일반 상대성 이론은 그림의 떡?
관성력
무언가와 비슷하다
어느 쪽이 진짜 관성계?
빛의 움직임으로 판단하면
중력에 따른 시간 지연
등가 원리를 시공에서 보면: 시공은 휘어져 있다!
일반 상대성 원리, 여기에 부활하다!
시간의 다른 이름, 중력
일반 상대성 원리가 들려주는 시간의 정체
아직 나아가는 길
제6장 시공을 채우는 '장'의 작용: 맥스웰 이론과 양자인 빛
'힘'을 찬찬히 살펴보면
정전기의 정체
국소성 원리
국소성의 실현: '장'이라는 아이디어
자석은 전하의 흐름에서
전기를 일으키는 원리
맥스웰의 일격
전기장과 자기장의 파동
아인슈타인의 꿈
또 다른 딜레마
딜레마 해결
파동과 입자의 이중성
빛은 양자다
제7장 미시 세계의 힘과 물질: 만물은 양자장으로 이루어져 있다
원자의 미스터리
원자가 내는 빛
빛의 역할은 에너지 운반
'띄엄띄엄'의 의미
보어의 양자 조건
전자여, 너마저도! 전자 또한 양자다
'존재할 확률'의 파동
양자는 파동? 입자?
양자의 파동은 무슨 파동?
입자는 양자의 하모니
양자의 진짜 모습
힘도 양자의 하모니
양자장이 자아내는 물질세계
제8장 양자 중력이라는 이름의 대통합: 시간이란 무엇일까?
여정을 되짚어보며
고전적 시공에서의 양자장
재규격화와 유효 이론
일반 상대성 이론은 유효 이론
우주란 무엇일까?
시간도 공간도 아닌 '무언가'
'끈 이론'이라는 접근
끈 이론은 발전하는 중
시공과 장은 행렬로 이루어져 있다?
시간·공간·물질·힘의 DNA를 찾아서
여행을 마치며
책 속의 책
우리는 가속을 느끼는가?
민코프스키 시공
가속계와 등가원리
카오스 이론
페르미 통계
맥스웰 방정식
플랑크 상수와 양자역학
양자역학과 양자장론
플랑크 규모
공간의 하부구조와 끈 이론
참고문헌
찾아보기
마쓰우라 소
1974년생으로 1998년 교토대학교 이학부를 졸업했다. 2003년 교토대학교대학원에서 이학 박사 학위를 취득한 후, 소립자 물리학자로서 일본, 덴마크, 폴란드 등 연구 기관에서 일했다. 2009년에는 게이오기주쿠대학교 경상대학에서 근무하였으며, 2016년부터는 해당 대학교 교수로 재직 중이다. 연구 주제는 '초끈 이론과 수치 시뮬레이션에 의한 초대칭 게이지 이론의 해석'이다. 연구 활동을 하는 한편, 자연과학 비전공 학생을 대상으로 물리학 강의를 펼친다. 취미는 무술(합기도 등), 수영, 클래식 기타 등이다. 저서로는 《우주를 움직이는 힘은 무엇인가》가 있다.
현재를 사는 모든 이들에게 공평하게 주어진 시간. 시간은 정말 언제, 어디에서나, 누구에게나 똑같이 흘러갈까요? 시간은 눈에 보이지 않는데 정말로 존재하는 걸까요? 과연 시간이란 무엇일까요? 이 책은 이러한 단순한 질문에서 시작됩니다. 그리고 물리학을 바탕으로 질문과 같은 호기심을 하나하나 풀어나갑니다. 갈릴레이와 뉴턴의 고전적인 시간관부터 가장 최근의 초끈 이론까지. 시간에 대한 궁금증을 풀어나가기 위해, 시간의 흐름에 따라 발전해나가는 물리학의 이론과 실험정신을 한 권에 보여줍니다. 고등학생 수준 이상의 과학 지식만 있다면 누구든지 쉽게 이해할 수 있도록 구성되었으며, 책에서 이야기하는 주요 개념 10가지를 선정하여 '책 속의 책' 파트에서 더욱 깊이 있게 다루어 독자의 깊은 이해를 돕습니다.
이런 분들은 주목하세요!
● 물리를 전공하고자 하는 중·고등학생 혹은 과학자를 꿈꾸는 청소년
● 과학적인 교양을 쌓고 싶은 성인
● 영화 <인터스텔라>를 재밌게 보고, '시공'에 흥미가 생긴 모든 사람들
