시간은 되돌릴 수 있을까: 물리학이 밝혀낸 시간의 비밀과 역행 가능성

시간은 우리 모두가 경험하지만 정확히 설명하기 어려운 신비로운 개념입니다. 스티븐 호킹의 마지막 제자인 다카미즈 유이치가 쓴 『시간은 되돌릴 수 있을까』는 이 신비로운 개념에 대해 물리학적 관점에서 깊이 있게 탐구합니다. 이 책은 시간의 방향성, 차원, 크기에 대한 근본적인 질문을 던지며 양자역학부터 우주론까지 아우르는 여정을 독자에게 선사합니다.

저자 소개: 스티븐 호킹의 제자, 다카미즈 유이치

다카미즈 유이치는 1980년 도쿄에서 태어나 와세다 대학교 이공학부 물리학과를 졸업하고 동 대학원에서 이학 박사 학위를 취득했습니다. 그는 도쿄 대학교 이학계 연구과 빅뱅센터 특임 연구원, 교토 대학교 기초물리학연구소 PD학진특별연구원을 거쳐, 2013년부터 영국 케임브리지 대학교 응용·수학 이론물리학과 이론 우주론 센터에 소속되어 스티븐 호킹 박사에게 사사받았습니다. 현재는 쓰쿠바 대학교 계산과학연구센터 연구원으로 활동하고 있으며, 우주론 전문가로서 최근에는 기계학습을 이용한 의학물리학 연구를 하고 있습니다.

책의 구성과 핵심 내용

『시간은 되돌릴 수 있을까』는 총 여러 장으로 구성되어 있으며, 프롤로그부터 시작해 다양한 관점에서 시간을 탐구합니다. 이 책의 목차는 다음과 같습니다:

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?

이어지는 장들에서는 양자역학, 상대성 이론, 엔트로피, 블랙홀, 순환 우주 등 물리학의 핵심 개념들을 시간의 관점에서 설명합니다.

시간의 역행 가능성에 대한 탐구

이 책의 핵심 질문은 "시간은 되돌릴 수 있을까?"입니다. 자연계에는 대칭성이 존재합니다. 자석의 S극과 N극, 생물의 암컷과 수컷, 힘의 작용과 반작용까지 대부분의 자연 현상은 대칭을 이루는데, 왜 시간은 한 방향으로만 흐를까요?

저자는 이 질문에 대해 두 가지 주요 이론을 통해 접근합니다:

엔트로피 증가의 법칙: 자연계 모든 물질은 질서에서 무질서해지는 한 방향의 성질만 가지므로 시간의 역행은 일어날 수 없다는 관점

양자역학의 관점: 시간이 소립자로 구성되어 있다고 가정한다면, 소립자의 움직임은 불확정성 상태이므로 시간의 방향과 속도를 결정할 수 없어 시간의 역행이 가능하다는 관점

이 두 이론의 격돌은 현재까지도 물리학계에서 해결되지 않은 난제입니다. 소립자 세계에서는 시간이 거꾸로 흐르는 것도 가능하지만, 거시 세계에서는 엔트로피 때문에 불가능하다는 논의가 계속되고 있습니다.
 

반응형

 

순환 우주와 시간의 반복

저자는 수축과 팽창을 반복하는 순환 우주의 개념을 소개합니다. 일본 물리학자 가와이 히카루의 연구에 따르면 현재의 우주는 50번째 정도의 사이클에 해당된다고 합니다. 만약 이 이론이 맞다면, 우리가 현재 경험하고 있는 모든 것은 이전 우주에서 이미 경험했던 것일 수도 있습니다.

물리학 개념을 쉽게 설명하는 책

『시간은 되돌릴 수 있을까』는 일반인이 이해하기 어려웠던 복잡한 물리학 개념을 시간이라는 친숙한 주제를 통해 쉽고 재밌게 설명합니다. 양자역학, 상대성 이론, 엔트로피, 블랙홀, 순환 우주까지 물리학의 기본이 되는 12가지 개념이 단숨에 이해되도록 저자의 기발한 상상과 유쾌한 설명이 더해져 있습니다.

독자 반응과 평가

이 책은 "양자중력 이론 전문가의 기발한 상상과 유쾌한 설명이 만난 책!"이라는 성균관대학교 물리학과 김범준 교수의 추천과 함께 아마존 재팬 물리학 분야 베스트셀러를 기록했습니다. 아마존 독자 서평에서는 "굉장히 좋았다! 읽는 동안 몇 번이나 지적 현기증이 일어났다."라는 호평을 받았습니다.

실제 독자들의 반응을 보면 "물리학의 4가지 힘 중 가장 초끈 이론과 루프양자중력 이론에 대해 알게 되어 좋았다", "SF장르나 타임 슬립에 관심이 있다면 더더욱 한번 읽어보면 좋은 책"이라는 평가가 있습니다.

감상평: 시간이라는 미스터리에 대한 과학적 탐험

『시간은 되돌릴 수 있을까』는 누구나 한 번쯤 생각해봤을 시간 여행의 가능성에 대해 현대 물리학의 관점에서 명쾌하게 설명하는 책입니다. 저자 다카미즈 유이치는 스티븐 호킹의 제자답게 복잡한 물리학 개념을 유쾌하고 이해하기 쉽게 풀어냅니다.

이 책의 가장 큰 매력은 시간이라는 추상적 개념을 물리학적으로 접근하되, 어렵고 딱딱한 설명이 아닌 흥미로운 질문과 상상력을 통해 독자의 호기심을 자극한다는 점입니다. 시간이 2차원이라면 어떨까? 우주가 50번째 사이클이라면 우리의 모든 경험은 이미 49번 반복된 것일까? 이런 질문들은 단순한 호기심을 넘어 물리학의 근본적인 문제들을 생각하게 합니다.

특히 양자역학과 엔트로피 증가의 법칙이 시간의 역행 가능성에 대해 서로 다른 결론을 제시한다는 점은 현대 물리학의 미해결 과제를 잘 보여줍니다. 미시 세계와 거시 세계의 물리학이 아직 완전히 통합되지 못했음을 시사하는 이 부분은 물리학의 새로운 패러다임이 필요함을 느끼게 합니다.

교양 과학서로서 이 책은 입문자에게도 접근하기 쉬우면서도, 이미 과학에 관심이 많은 독자에게도 새로운 통찰을 제공합니다. SF 장르를 좋아하는 독자라면 타임 슬립, 타임머신 같은 소재의 과학적 근거에 대해 더 깊이 이해할 수 있는 기회가 될 것입니다.

결론적으로, 『시간은 되돌릴 수 있을까』는 단순히 시간 여행의 가능성만 다루는 것이 아니라, 우주의 본질과 물리법칙의 근본적인 특성에 대한 깊은 질문을 던지는 책입니다. 시간과 우주에 관심이 있는 모든 이들에게 일독을 권합니다.