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책소개

2002년 세계적인 베스트셀러이자, 올해의 책으로 주목받았고 퓰리처상 최종후보작에 오르기도 했던 『엘러건트 유니버스』의 작가 브라이언 그린이 인도하는 또 한 차례의 우주여행으로 그를 따라가는 관광객으로 하여금 전혀 다른 각도에서 우주를 바라볼 수 있도록 만들어주는 책이다.

현대과학이 아직 풀지 못한 수수께기인 우주의 근본적인 구조와 시간과 공간의 궁극적인 실체는 과연 무엇인가에 대한 질문을 던지면서 독자들을 새로운 영역으로 인도하고 있다. 시간과 공간을 절대적인 양으로 간주했던 뉴턴에서 시작하여 아인슈타인의 상대적 시공간, 그리고 멀리 떨어져 있는 입자들까지 신비하게 얽혀있는 양자적 시공간에 이르기까지, 일상적인 상식과 전혀 부합되지 않는 우주의 실체를 새로운 관점에서 명쾌하게 설명하고 있다. 저자는 빅뱅이론을 설명하면서 최첨단의 끈이론인 M-이론이 가장 작은 입자부터 블랙홀에 이르는 우주의 모든 만물과 어떻게 어떻게 부합되고 있는지를 친절하게 설명하고 있다.

전작인 『엘러건트 유니버스』와 마찬가지로 어려워보이는 최신물리학의 여러 이론과 개념을 수식을 빌려 표현하지 않고 탁월한 비유와 위트를 통해 물리학의 정수를 쉽게 전달하고 있다. 왜 우리는 시간과 공간, 우주의 본질을 끊임없이 알려고 하는 것인지에 대한 의문이 드는 사람들과 물리학에 관심이 많은 사람들, 그리고 철학적 주제에 대해 첨단물리학이 가지고 있는 생각들이 궁금한 사람들이 매우 흥미롭게, 그리고 재미있게 읽을 수 있는 책이 될 것이다.

타임지에서 <2005년 빼놓지 말아야 할 6권의 책> 중의 하나로 선정되었으며, 뉴욕타임즈 선정 논픽션부문 베스트셀러와 <이 달의 책 클럽(A Book-of-the-Month Club)>의 주요 선정도서로 선정된 세계적인 베스트셀러이다.

목차

I부 진리의 각축장

제1장 진리로 가는 길: 시간과 공간은 왜 지금과 같은 모습을 하고 있는가?
고전적 실체
상대론적 실체양자적 실체
우주론적 실체
통일된 실체
과거와 미래의 실체
차세대의 시간과 공간

제2장 회전하는 물통과 우주: 공간은 물리적 실체인가? 아니면 인간의 상상력이 만들어 낸 추상적 개념인가?
아인슈타인 이전의 상대성이론
회전하는 물통
스페이스 잼(space jam)
마흐(Mach)―공간의 의미
마흐, 운동, 그리고 별
마흐와 뉴턴의 대립

제3장 상대성과 절대성: 시공간은 아인슈타인이 만들어 낸 추상적 개념인가? 아니면 실재하는 물리적 실체인가?
공간은 정말로 비어 있는가?
상대적 공간과 상대적 시간
미묘하지만 해롭지는 않은 존재
그렇다면 물통실험은 어떻게 되는가?
시간과 공간을 조각하다
시간단면도 기울이기
특수상대성이론은 회전하는 물통을 어떻게 설명하는가?
오래된 질문, 그리고 중력
중력과 가속운동의 등가원리
왜곡(warps) 또는 휘어짐, 그리고 중력
일반상대성이론과 회전하는 물통
2000년대의 시공간

제4장 얽혀 있는 공간: 양자적 우주에서 서로 분리되어 있다는 것은 무엇을 의미하는가?

양자적 세계
붉은색과 푸른색
파동을 쏘다
확률과 물리법칙
아인슈타인과 양자역학
하이젠베르크와 불확정성원리
아인슈타인과 불확정성, 그리고 진리를 향한 여정
양자적 해답
벨(Bell)과 스핀
실체를 검증하다
각도를 이용하여 천사의 수를 헤아리다
연기 없이 타는 불
양자적 얽힘과 특수상대성이론: 표준적 관점
양자적 얽힘과 특수상대성이론: 상반된 관점
어떤 결론을 내려야 하는가?


Ⅱ부 시간과 경험

제5장 얼어붙은 강: 시간은 정말로 흐르고 있는가?
시간과 경험
시간은 정말로 흐르고 있는가?
끈질긴 환영―과거, 현재, 미래
경험과 시간의 흐름

제6장 우연과 화살: 시간은 방향성을 갖고 있는가?
수수께끼
과거와 미래―물리학의 기본 법칙들
시간되짚기 대칭(time-reversal symmetry)
날아가는 테니스공과 깨진 계란
원리와 실제의 차이
엔트로피
엔트로피와 열역학 제2법칙, 그리고 시간의 방향성
엔트로피: 과거와 미래
수학에 순종하기
궁지에 몰리다
관망하기
계란과 닭, 그리고 빅뱅(big bang)
엔트로피와 중력
결정적인 입력
아직도 풀리지 않은 수수께끼

제7장 시간과 양자: 양자의 세계에서 시간의 본질을 추적하다
양자적 과거
오즈(Oz)로 가는 길
선택
과거 골라내기
수정된 과거
과거 지우기
과거 만들기
양자역학과 경험의 세계
양자적 관측의 수수께끼
양자적 실체와 양자적 관측
결어긋남(decoherence)과 양자적 실체
양자역학과 시간의 방향


Ⅲ부 시공간과 우주론

제8장 눈송이와 시공간: 우주의 대칭성과 진화
대칭성과 물리법칙
대칭성과 시간
공간 늘이기
팽창하는 우주 속의 시간
팽창우주의 미묘한 특성
우주론과 대칭성, 그리고 공간의 형태
우주론과 시공간
다른 모양의 우주
우주론과 대칭성

제9장 증발된 진공: 열(熱)과 무(無), 그리고 통일
열과 대칭성
힘과 물질, 그리고 힉스장
차가운 우주 속에 존재하는 장
힉스의 바다와 질량의 근원
물리법칙의 통일
대통일(grand unification)
에테르(aether)로 되돌아가다
엔트로피와 시간

제10장 빅뱅의 재구성: 무엇이 폭발했는가?
아인슈타인과 ‘밀어내는 중력’
뛰는 개구리와 과냉각된 우주
인플레이션
인플레이션의 구조
인플레이션과 지평선 문제(horizon problem)
인플레이션과 평평성문제(flatness problem)
진보와 예견
암흑물질의 존재를 예견하다
도망가는 우주
잃어버린 70%
수수께끼와 진보

제11장 다이아몬드를 가진 하늘의 양자: 인플라톤과 양자적 요동, 그리고 시간의 일방통행
우주공간에 새겨진 양자적 문자
우주론의 전성시대
우주의 창조
인플레이션, 매끈함(smoothness), 그리고 시간의 방향성
엔트로피와 인플레이션
볼츠만으로 되돌아가다
인플레이션과 계란
끈적거리는 연고 속에서 날아가기


Ⅳ부 근원과 통일

제12장 끈 위의 세계: 끈이론이 말하는 시공간의 구조
양자적 요동과 텅 빈 공간
양자적 요동과 불일치
무엇이 문제인가?
해답으로 가는 미심쩍은 길
끈이론의 1차 혁명기
끈이론과 물리법칙의 통일
끈이론이 들어맞는 이유는 무엇인가?
초미세 영역에서 바라본 시공간의 구조
점(point)보다 분명한 끈(string)
끈이론이 말하는 입자의 특성
너무 많은 진동패턴
높은 차원에서의 통일
숨어 있는 차원
초끈이론과 숨겨진 차원
숨어 있는 차원의 형태
초끈이론과 여분의 차원
끈이론이 말하는 우주의 구조

제13장 막(Brane) 위의 우주: M-이론이 예견하는 시간과 공간
끈이론의 제2차 혁명기
변환의 위력
11차원
브레인(brane, 막膜)
브레인세계(braneworld)
끈끈한 브레인과 진동하는 끈
우리의 우주는 브레인인가?
중력, 그리고 거대한 여분차원
거대한 여분차원과 거대한 끈
끈이론과 실험의 만남?
브레인세계 우주론
주기적 우주론
간단한 평가
새로운 개념의 시공간


Ⅴ부 실체와 상상의 세계

제14장 이상과 현실: 실험을 통해 시간과 공간의 실체를 규명하다
그물에 걸린 아인슈타인
파동 따라잡기
여분의 차원을 찾아서
힉스장과 초대칭, 그리고 끈이론
우주의 기원
암흑물질과 암흑에너지, 그리고 우주의 미래
시간과 공간

제15장 순간이동과 타임머신: 시간과 공간을 마음대로 넘나들 수 있을까?
양자세계에서의 순간이동
양자적 얽힘과 양자적 순간이동
현실적인 물체의 순간이동
시간여행의 수수께끼
수수께끼의 재고
자유의지와 다중우주, 그리고 시간여행
과거로의 시간여행은 과연 가능한가?
웜홀 타임머신의 설계도
웜홀 타임머신 만들기
우주적 호기심

제16장 암시적인 미래: 시간과 공간의 전망
시간과 공간은 과연 근본적인 개념인가?
양자적 평균
번역된 기하학
블랙홀 엔트로피
우주는 홀로그램인가?
시공간의 구성요소
내부와 외부의 공간


후주

용어해설

역자후기

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