2007. 5. 1. 10:42
"호킹은 두 권의 책을 하나로 엮는 데에 성공했다. 하나는 물리학에서 시간의 역할을 알기 쉽게 설명한 유명한 책이고, 다른 하나는 심층적인 평론이다. 이 두 가지를 그토록 흥미롭게 해닐 수 있었던 것은 필수적인 물리학의 지식을 순전히 말로만 설명해낼 수 있는 그의 재주 덕분이다."
- Physics Today
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서문
1. 우리의 우주상
2. 시간과 공간
3. 팽창하는 우주
4. 불확정성 원리
5. 소립자와 자연의 힘들
6. 블랙홀
7. 블랙홀은 그다지 검지 않다
8. 우주의 기원과 운명
9. 시간의 화살
10. 벌래구멍과 시간여행
11. 물리학의 통일
12. 결론
알베르트 아인슈타인
갈릴레오 갈릴레이
아이작 뉴턴
용어설명
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21p. 완전한 통일이론의 발견은 인간이라는 종의 생존에 도움을 주지 않을 수도 있다. 심지어는 우리의 생활양식에 아무런 영향도 미치지 않ㄴ을지 모른다. 그러나 문명의 여명기 이래로, 인류는 사건들을 분리되어 있거나 불가해한 것으로 보는 데에 만족해하지 않았다. 그들은 세계에 내재해 있는 질서를 이해하고자 갈망했다. 오늘날에도 우리는 우리가 왜 여기에 존재하는지, 어디에서 왔는지를 알아내고자 여전히 열망하고 있다. 지식엗 ㅐ한 인류의 깊은 욕구는 우리의 지속적인 정복을 충분히 정당화해준다. 우리의 목표는 우리가 살고 있는 우주에 대한 완전한 기술 바로 그것이다.
25p. 어떤 물체의 무게가 두 배가 되면 그 물체를 끌어당기는 중력도 두 배가 되겠지만, 그 물체의 질량 또한 두 배가 되기 때문이다. 뉴턴의 제2법칙에 따르면, 이 두 가지 효과가 정확하게 상쇄되어서 가속도는 항상 같게 된다.
85p. 약 30년 전까지만 해도 양성자와 중성자가 "기본" 입자라고 생각되었다. 그러나 양성자를 다른 양성자나 전자와 빠른 속도로 충돌시키는 실험을 통해서 양성자도 실제로는 그보다 작은 입자들로 구성되어 있다는 사실이 밝혀졌다. 이 입자들에는 캘리포니아 공과대학의 물리학자 머리 겔-만에 이어사 쿼크(quark)라는 이름이 붙여졌다.
93p. 와인버그-살람 이로은 자연발생적인 대칭성 붕괴로 알려진 특성을 나타낸다. 이 말은 낮은 에너지에서 전혀 다른 입자들로 보이는 많은 것들이 실제로는 상태만 다를 뿐 모두 동일한 종류의 입자들이라는 것이다. 높은 에너지를 가질 때 이 입자들은 모두 비슷하게 움직인다. 그 효과는 룰렛 판 위를 굴러가는 공의 움직임과 흡사하다. 고에너지에서(즉 판이 빠른 속도로 회전할 때), 공은 본질적으로 오직 한 가지 방식으로 움직인다-끝없이 돈다. 그러나 룰렛 판이 느려지면, 공의 에너지가 줄어들고 궁극적으로 공은 룰렛 판위의 37개의 서로 다른 상태들잉 ㅣㅆ다. 만약 어떤 이유로 우리가 그 공을 낮은 에너지하에서만 관찰한다면, 우리는 37가지의 서로 다른 종류의 공이 있다고 생각할 것이다!
143p. 블랙홀로부터의 복사가 존재한다는 것은, 과거에 우리가 생각했듯이, 중력붕괴가 최종적이거나 되돌리르 수 없는 현상은 아님을 시사하는 것으로 보인다. 우주비행사가 블랙홀 속으로 떨어지면, 블랙홀의 질량이 증가해서 결국 추가적 질량에 상응하는 에너지가 복사의 형태로 우주로 될돌아오게 될 것이다. 따라서 어떤 의미에서 그 우주비행사는 "재순환되는" 셈이다. 그러나 그것은 불행한 종류의 불사일 것이다. 우주비행사의 개인적이니 시간 개념은 그가 블랙홀 안에서 산산조각이 날 때 끝날 것이 분명하기 때문이다! 궁극적으로 블랙홀에 의해서 방출되는 입자들의 종류도 우주비행사를 구성하고 있던 입자들과는 일반적으로 다를 것이다. 우주 비행사가 가지고 있는 특성 중에서 유일하게 살아남을 수 있는 것은 거의 질량과 에너지뿐이다.
155p. 우주는 지속적인 팽창과 재수축 사이의 경계에 아슬아슬하게 놓여 있다.
184p. 열역학 제2법칙은 모든 닫힌 체계에서 무질서도 또는 엔트로피가 시간의 흐름에 따라서 항상 증가한다고 말한다. 다른 식으로 표현하자면, 그것은 일종의 머피의 법칙이다. 모든 일은 항상 잘못되는 경향이 있다! 탁자 위에 놓여 있는 온전한 찻잔은 높은 질서의 상태이다. 그러나 바닥에 떨어져 있는 깨어진 찻잔은 무질서한 상태이다. 우리는 쉽게 탁자 위의 과거의 찻잔에서 바닥에 떨어져 깨어진 찻잔이라는 미래의 상태로 갈 수 있지만, 그 역으로는 갈 수 없다.
205p. 빈 공간은 실제로는 가상입자와 반입자들의 쌍으로 "가득 차" 있다. 두 금속판은 이 입자들에게 거울과 같은 기능을 할 것이며, 금속판 사이에 특정한 공명 파장을 가진 가상입자쌍만 있도록 허용한다. 이것이 캐시미어 효과이다.
221p. 소화통로를 가진 2차원 동물의 몸은 두 동강이 날 것이다.
235p. '아인슈타인에 반대하는 100명의 저자들'이라는 제목의 책이 발간되었을 때, 그는 이렇게 응수했다. "만약 내가 정말로 틀렸다면, 한 사람의 반대자로도 충분했을걸."
- Physics Today
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서문
1. 우리의 우주상
2. 시간과 공간
3. 팽창하는 우주
4. 불확정성 원리
5. 소립자와 자연의 힘들
6. 블랙홀
7. 블랙홀은 그다지 검지 않다
8. 우주의 기원과 운명
9. 시간의 화살
10. 벌래구멍과 시간여행
11. 물리학의 통일
12. 결론
알베르트 아인슈타인
갈릴레오 갈릴레이
아이작 뉴턴
용어설명
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21p. 완전한 통일이론의 발견은 인간이라는 종의 생존에 도움을 주지 않을 수도 있다. 심지어는 우리의 생활양식에 아무런 영향도 미치지 않ㄴ을지 모른다. 그러나 문명의 여명기 이래로, 인류는 사건들을 분리되어 있거나 불가해한 것으로 보는 데에 만족해하지 않았다. 그들은 세계에 내재해 있는 질서를 이해하고자 갈망했다. 오늘날에도 우리는 우리가 왜 여기에 존재하는지, 어디에서 왔는지를 알아내고자 여전히 열망하고 있다. 지식엗 ㅐ한 인류의 깊은 욕구는 우리의 지속적인 정복을 충분히 정당화해준다. 우리의 목표는 우리가 살고 있는 우주에 대한 완전한 기술 바로 그것이다.
25p. 어떤 물체의 무게가 두 배가 되면 그 물체를 끌어당기는 중력도 두 배가 되겠지만, 그 물체의 질량 또한 두 배가 되기 때문이다. 뉴턴의 제2법칙에 따르면, 이 두 가지 효과가 정확하게 상쇄되어서 가속도는 항상 같게 된다.
85p. 약 30년 전까지만 해도 양성자와 중성자가 "기본" 입자라고 생각되었다. 그러나 양성자를 다른 양성자나 전자와 빠른 속도로 충돌시키는 실험을 통해서 양성자도 실제로는 그보다 작은 입자들로 구성되어 있다는 사실이 밝혀졌다. 이 입자들에는 캘리포니아 공과대학의 물리학자 머리 겔-만에 이어사 쿼크(quark)라는 이름이 붙여졌다.
93p. 와인버그-살람 이로은 자연발생적인 대칭성 붕괴로 알려진 특성을 나타낸다. 이 말은 낮은 에너지에서 전혀 다른 입자들로 보이는 많은 것들이 실제로는 상태만 다를 뿐 모두 동일한 종류의 입자들이라는 것이다. 높은 에너지를 가질 때 이 입자들은 모두 비슷하게 움직인다. 그 효과는 룰렛 판 위를 굴러가는 공의 움직임과 흡사하다. 고에너지에서(즉 판이 빠른 속도로 회전할 때), 공은 본질적으로 오직 한 가지 방식으로 움직인다-끝없이 돈다. 그러나 룰렛 판이 느려지면, 공의 에너지가 줄어들고 궁극적으로 공은 룰렛 판위의 37개의 서로 다른 상태들잉 ㅣㅆ다. 만약 어떤 이유로 우리가 그 공을 낮은 에너지하에서만 관찰한다면, 우리는 37가지의 서로 다른 종류의 공이 있다고 생각할 것이다!
143p. 블랙홀로부터의 복사가 존재한다는 것은, 과거에 우리가 생각했듯이, 중력붕괴가 최종적이거나 되돌리르 수 없는 현상은 아님을 시사하는 것으로 보인다. 우주비행사가 블랙홀 속으로 떨어지면, 블랙홀의 질량이 증가해서 결국 추가적 질량에 상응하는 에너지가 복사의 형태로 우주로 될돌아오게 될 것이다. 따라서 어떤 의미에서 그 우주비행사는 "재순환되는" 셈이다. 그러나 그것은 불행한 종류의 불사일 것이다. 우주비행사의 개인적이니 시간 개념은 그가 블랙홀 안에서 산산조각이 날 때 끝날 것이 분명하기 때문이다! 궁극적으로 블랙홀에 의해서 방출되는 입자들의 종류도 우주비행사를 구성하고 있던 입자들과는 일반적으로 다를 것이다. 우주 비행사가 가지고 있는 특성 중에서 유일하게 살아남을 수 있는 것은 거의 질량과 에너지뿐이다.
155p. 우주는 지속적인 팽창과 재수축 사이의 경계에 아슬아슬하게 놓여 있다.
184p. 열역학 제2법칙은 모든 닫힌 체계에서 무질서도 또는 엔트로피가 시간의 흐름에 따라서 항상 증가한다고 말한다. 다른 식으로 표현하자면, 그것은 일종의 머피의 법칙이다. 모든 일은 항상 잘못되는 경향이 있다! 탁자 위에 놓여 있는 온전한 찻잔은 높은 질서의 상태이다. 그러나 바닥에 떨어져 있는 깨어진 찻잔은 무질서한 상태이다. 우리는 쉽게 탁자 위의 과거의 찻잔에서 바닥에 떨어져 깨어진 찻잔이라는 미래의 상태로 갈 수 있지만, 그 역으로는 갈 수 없다.
205p. 빈 공간은 실제로는 가상입자와 반입자들의 쌍으로 "가득 차" 있다. 두 금속판은 이 입자들에게 거울과 같은 기능을 할 것이며, 금속판 사이에 특정한 공명 파장을 가진 가상입자쌍만 있도록 허용한다. 이것이 캐시미어 효과이다.
221p. 소화통로를 가진 2차원 동물의 몸은 두 동강이 날 것이다.
235p. '아인슈타인에 반대하는 100명의 저자들'이라는 제목의 책이 발간되었을 때, 그는 이렇게 응수했다. "만약 내가 정말로 틀렸다면, 한 사람의 반대자로도 충분했을걸."