시간에 대한 새로운 개념을 보다

시간은 되돌릴 수 있을까 - 스티븐 호킹의 마지막 제자에게 듣는 교양 물리학 수업
다카미즈 유이치 지음, 김정환 옮김, 김범준 감수 / 북라이프 / 2024년 3월

타임슬립은 과거나 미래로 갑작스럽게 이동하는 현상을 말한다. 이는 과학과 판타지 소설에서 자주 활용되지만, 실제로 일어난다는 주장도 있다. 현대 물리학에서는 우주에서 공간과 시간이 매듭으로 연결되어 있다고 말하기 때문에, 올바르게 연구하면 과거 혹은 미래로 이동하는 것이 가능할 수 있다는 추측이 제기되기도 한다. 여러 가설 중 하나는 공간과 시간의 곡률로 인해 다른 시대로의 출입구가 열릴 수 있다는 것이다. 또한, 과학자들은 블랙홀 이론, 앤트로피 등을 바탕으로 시간 여행에 대한 가능성을 연구하고 있다. 하지만, 시간 여행은 여전히 미스터리한 주제이며, 아직 완전히 시간 여행을 설명할 만한 충분한 증거는 없다. 스티븐 호킹은 블랙홀과 시간 여행에 대한 연구를 통해 이 분야에 크게 기여했는데, 그의 이론 및 대중 과학 서적은 많은 사람들에게 영감을 주었다. 이번에 시간과 관련한 흥미로운 책을 읽었다. 스티븐 호킹의 마지막 제자인 타카미즈 유이치의 <시간은 되돌릴 수 있을까>이다. 정말 시간을 되돌릴 수 있을까… 그럼 타임머신이 가능 한 것일까…. 궁금해 진다.

“시간은 되돌릴 수 있을까”는 다카미즈 유이치의 시간과 우주에 관한 흥미로운 물리학 이야기를 담은 책이다. 이 책은 과학 교과서가 어려운 청소년부터 기본기 없는 문과생, 처음 교양 과학책을 읽는 사람까지 물리학에 친근하게 접할 수 있는 주제를 다루고 있다. 시간은 우리의 일상에서 끊임없이 흐르고 있다. 그러나 <왜 시간은 한 방향으로만 흐를까요?> 이 질문은 수백 년 동안 과학자들을 괴롭힌 궁극의 질문 중 하나일 것 같다. 이 책에서는 스티븐 호킹의 마지막 제자인 저자가 시간의 역행 가능성을 대담하게 탐구하는 여정을 쉬운 언어로 담담하게 이야기해 주고 있다.

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먼저 시간의 방향과 속도에 대해서 생각해 본다. <시간은 왜 과거에서 미래로 한 방향으로만 흐를까?> <대부분의 자연 현상은 대칭성을 가지지만, 시간은 왜 대칭적이지 않을까?> 우리가 학교에서 배운 엔트로피 증가의 법칙은 시간의 방향을 설명하는 중요한 개념일 것이다. 이 법칙은 자연계에서 물질이 무질서해지는 방향으로 흐른다고 이야기한다. 열역학의 법칙인 엔트로피 증가의 법칙인 것이다. 시간의 화살은 비가역적 또는 불가역적이다. 저자는 우리가 시간에 대해서 설명을 할떄 보통, 수평선을 그어놓고 과거, 현재, 미래로 설명하는 것으로 1차원으로 설명하는 것을 생각해 본다. 왜 시간을 1차원으로 해석하는 것일까… 2차원이면 어떨까…. 시간에는 크기가 일정하지 않다…유명한 아인슈타인의 상대성이론을 복잡한 방정식 없이 고찰해 본다. 시간과 공간을 같이 생각해 보는 것이다…

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<시간의 크기는 늘어나고 줄어들 수 있을까?> 양자역학과 상대성 이론은 시간의 속도를 다르게 해석한다. 양자역학 관점에서는 시간의 역행이 가능하다고 할 수 있다. 이론적으로는 시간이 소립자로 구성되어 있다면 역행 가능성이 있는 것이다. 저자는 양자역학과 시간: 양자역학 관점에서 시간의 역행 가능성을 탐구한다. 엔트로피 증가의 법칙과 양자역학의 관점을 비교하며 시간의 비대칭성을 이해할 수 있지 않을까…스티븐 호킹의 제자 답게 빅뱅이론에서 설명되고 있는 우주의 탄생에 대해서도 생각해 본다. 순환 우주 관점에서 현재의 우주가 몇 번째인지, 이전 우주의 흔적과 기억이 어디에 보존되어 있을지 상상해 볼 수 있을 것이다. 이 책은 물리학을 친근하게 접할 수 있는 주제를 다루며, 양자역학, 상대성 이론, 엔트로피, 블랙홀, 순환 우주 등 물리학의 기본 개념을 이해하기 쉽게 설명해 준다. 시간의 역행 가능성에 대한 호기심을 따라가다 보면 물리학의 흥미로운 세계를 발견할 수 있을 것이다.

우리의 사고 깊은 곳에는 과거에 일어난 일이 원인이 되어 현재에 이르고, 현재가 아직 결정되지 않은 미래를 만드는 시간의 흐름이 존재한다. 인과응보라는 말도 여기에서 나왔다. 만약 반대로 미래에서 현재로, 현재에서 과거로 흐르는 시간의 흐름이 있다면 어떻게 될까. 놀랍게도 과학의 최전선에는 이런 현상이 실제로 일어나고 있다.

프롤로그

인과응보란 무엇일까… 인과응보(因果應報)란 행위의 선악에 대한 결과를 후에 받게 된다는 말로, 불교에서 유입된 용어이다. 불교적 의미에서 인과응보는 이 용어의 일상적인 용법보다 상당히 심오한 의미를 지니고 있다. 불교철학의 핵심 사상 중 하나인 윤회의 작동원리이자 그것의 원동력이 되는 '덕(업보)'과 연관되어 있기 때문이다. 악한 행위는 업보가 되어 윤회의 고리에서 인간을 벗어나지 못하게 하고, 인간은 전생에서 지은 죄에 따라 내생의 외모나 고난 등이 결정되는데 이것이 곧 인과응보의 논리인 것이다. 반면에 현생에서 참회하고 덕을 쌓아 업을 없앤다면 그 또한 인과응보에 따라 해탈에 이를 수도 있지 않을까… 따라서 인간은 자신을 절제하고 늘 선한 일을 하며, 자기 수행을 게을리하지 않아야 할 것이다. 인과응보는 불교윤리의 기본이 되는 사상이라고 볼 수 있을 것이다. 저자는 시간의 흐름이 역전되는 현상에 대해 이야기하고자 한다. 일반적으로 시간은 과거에서 미래로 흐르는 것으로 받아들여지지만, 과학의 최전선에서는 이와 반대로 미래에서 현재로, 현재에서 과거로 흐르는 시간의 역전이 실제로 일어나고 있다고 한다. 이러한 현상은 물리학적으로 흥미로운 주제이며, 시간의 흐름과 역전에 대한 연구는 계속 진행되고 있다고 하니, 재미있는 주제인 것 같다.

시간은 되돌릴 수 있을까, 총리뷰

양자역학과 상대성 이론을 중심으로 물리학을 쉽고 재미있게 설명하는 책으로, 저자는 스티븐 호킹의 마지막 제자로서 시간의 역행 가능성을 대담하게 풀어놓는 화두를 던진다.

*본 포스팅은 출판사로부터 도서를 제공받아 주관적으로 작성한 리뷰입니다.