시간의 간단한 역사

시간의 간단한 역사

초판
작가.	스티븐 호킹
나라	영국
언어	영어
주제	우주론
출판인	반탐 델 퍼블리싱 그룹
발행일자	1988
미디어 타입	인쇄(하드커버 및 페이퍼백)
페이지	256
ISBN	978-0-553-10953-5
OCLC	39256652
듀이 십진법	523.1 21
LC Class	QB981.H377 1998
이어서	블랙홀과 아기 우주와 다른 에세이들

A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Halls는 영국의 물리학자 스티븐 ^[1]호킹이 쓴 이론 우주론에 관한 책이다.그것은 1988년에 처음 출판되었다.호킹 박사는 물리학에 대한 사전 지식이 없는 독자들을 위해 이 책을 썼다.

호킹 박사는 A Brief History of Time에서 천문학 및 현대 물리학의 연구 대상인 우주의 구조, 기원, 발전 그리고 궁극적인 운명에 대해 비기술적인 용어로 쓰고 있다.그는 공간과 시간과 같은 기본 개념, 우주를 구성하는 기본 구성 요소(쿼크 등)와 우주를 지배하는 기본 힘(중력 등)에 대해 이야기한다.그는 빅뱅과 블랙홀과 같은 우주론적 현상에 대해 쓰고 있다.그는 현대 과학자들이 우주를 설명하기 위해 사용하는 두 가지 주요 이론, 일반 상대성 이론과 양자 역학을 논한다.마지막으로, 그는 우주의 모든 것을 일관성 있게 설명하는 통일 이론을 찾는 것에 대해 이야기한다.

이 책은 베스트셀러가 되었고 2,500만 부 ^[2]이상이 팔렸다.

출판

1983년 초, 호킹은 케임브리지 대학 출판부의 천문학 서적 담당 편집자인 사이먼 미튼에게 우주론에 관한 인기 있는 책에 대한 아이디어를 가지고 처음 접근했다.미튼은 원고의 모든 방정식에 대해 회의적이었고, 그는 이것이 호킹이 접근하고 싶어했던 공항 서점의 구매자들을 실망시킬 것이라고 느꼈다.약간의 어려움으로 그는 호킹 박사를 설득하여 ^[3]한 가지 방정식을 제외한 모든 방정식을 포기하게 했다.저자 자신은 책의 인정문에서 책의 모든 방정식에 대해 독자의 수가 절반으로 줄어들 것이라는 경고를 받았다고 언급하고 있으며, 따라서 이 책에는 단 하나의 방정식만 포함되어 있다.${\displaystyle E}$ ${\displaystyle =}$ ${\displaystyle {}^{}}$ ${\displaystyle {c\mathrm{}}^{}}$2 ({$displaystyle$ E$=mc^{2$이 책은 탐구하는 개념의 일부를 상세하게 설명하기 위해 많은 복잡한 모델, 도표 및 기타 그림을 사용하고 있습니다.

내용물

이 섹션은 너무 길고 지나치게 상세할 수 있습니다. 필요에 따라 자료를 인용하면서 정리하는 것을 검토해 주십시오.(2022년 1월)

'시간의 역사'에서 스티븐 호킹은 빅뱅, 블랙홀, 그리고 광원뿔을 포함한 우주론의 다양한 주제를 비전문가 독자들에게 설명하려고 한다.그의 주된 목표는 주제에 대한 개요를 제공하는 것이지만, 그는 또한 몇 가지 복잡한 수학을 설명하려고 노력합니다.1996년 판의 이 책과 그 이후의 판에서 호킹 박사는 시간 여행과 웜홀의 가능성에 대해 논하고 시간의 시작에 양자 특이점이 없는 우주의 가능성을 탐구한다.이 책의 2017년 판은 12장으로 구성되어 있으며, 그 내용을 아래에 요약하였다.

1장: 우리의 우주 그림

첫 번째 장에서, 호킹은 천문학 연구의 역사, 특히 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스의 구형 지구와 우주의 원형 지구중심 모델에 대한 결론에 대해 논하고, 나중에 2세기 그리스 천문학자 프톨레마이오스에 의해 상세히 설명되었습니다.호킹 박사는 아리스토텔레스와 프톨레마이오스 모델의 거부와 현재 받아들여지고 있는 태양계의 태양중심 모델의 점진적인 발전을 그리고 있으며, 이는 1514년 폴란드 신부 니콜라스 코페르니쿠스에 의해 처음 제안되었고, 한 세기 후에 이탈리아 과학자 갈릴레오 갈릴레이와 독일 과학에 의해 검증되었다.엔티스트 요하네스 케플러는 (원형이 아닌 타원형 궤도 모델을 제안했으며) 중력에 관한 1687년 책 프린키피아 매스매티카에서 영국 과학자 아이작 뉴턴에 의해 수학적으로 뒷받침되었다.

이 장에서, 호킹은 또한 우주의 기원에 대한 주제가 수세기에 걸쳐 어떻게 연구되고 논의되었는지를 다룬다: 아리스토텔레스와 다른 초기 철학자들에 의해 가설화된 우주의 영원한 존재는 세인트루이스에 의해 반대되었다. 어거스틴과 다른 신학자들의 과거 특정 시기에 그것의 창조에 대한 믿음. 여기서 시간은 우주의 창조와 함께 태어난 개념이다.현대 시대에, 독일의 철학자 임마누엘 칸트는 시간은 시작이 없다고 다시 주장했다.1929년, 미국 천문학자 에드윈 허블이 소멸하는 우주를 발견한 것은 100억에서 200억년 전 사이에 우주 전체가 하나의 매우 밀집된 장소에 있었다는 것을 암시했다.이 발견은 과학의 영역에 우주의 시작에 대한 개념을 가져왔다.현재 과학자들은 알버트 아인슈타인의 일반 상대성이론과 양자역학을 사용하여 우주의 모든 것을 설명할 완전한 대통합이론을 찾고 있다.

2장: 공간과 시간

이 장에서, 호킹 박사는 공간과 시간의 본질에 관한 과학적 사고의 발전을 설명한다.그는 먼저 자연적으로 선호되는 물체의 상태는 정지하는 것이고, 그것은 힘에 의해서만 움직일 수 있다는 아리스토텔레스의 생각을 설명하는데, 이것은 무거운 물체가 더 빨리 떨어질 것이라는 것을 암시합니다.하지만, 이탈리아 과학자 갈릴레오 갈릴레이는 실험적으로 아리스토텔레스의 이론이 틀렸다는 것을 증명했습니다. 다른 무게의 물체의 움직임을 관찰하고 모든 물체는 같은 속도로 떨어질 것이라는 결론을 내림으로써요.이것은 결국 영국의 과학자 아이작 뉴턴의 운동과 중력의 법칙으로 이어졌다.하지만, 뉴턴의 법칙은 아리스토텔레스가 믿었던 절대 정지 상태나 절대 공간 같은 것은 없다는 것을 암시했다: 물체가 '정지 중'인지 '운동 중'인지는 관찰자의 관성적 기준 프레임에 달려있다.

그리고 나서 호킹은 절대 시간에 대한 아리스토텔레스와 뉴턴의 신념을 설명한다. 즉, 시간은 관찰자의 운동 상태와 상관없이 정확하게 측정될 수 있다.하지만, Hawkings는 이 상식적인 개념은 빛의 속도나 그 근처에서는 작동하지 않는다고 쓰고 있다.그는 덴마크 과학자 올레 뢰머가 목성과 목성의 위성 중 하나인 Io를 관찰하면서 빛이 매우 빠르지만 유한한 속도로 이동한다는 것을 발견했다고 언급하고, 영국의 과학자 제임스 클럭 맥스웰의 전자기 방정식도 빛이 일정한 속도로 이동한다는 것을 보여준다.뉴턴 역학에서 절대 휴식의 개념이 사라졌기 때문에, 맥스웰과 다른 많은 물리학자들은 빛이 에테르라고 불리는 가상의 유체를 통해 이동해야 한다고 주장했는데, 그 속도는 에테르와 비교된다.이것은 나중에 Michelson-Morley 실험에 의해 증명되었고, 빛의 속도는 관찰자의 움직임과 상관없이 항상 일정하게 유지된다는 것을 보여주었다.아인슈타인과 앙리 푸앵카레는 절대 시간이 없다고 가정할 때 에테르로 빛의 운동을 설명할 필요가 없다고 주장했다.특수 상대성 이론은 관찰자의 속도가 어떻든 간에 빛이 유한한 속도로 움직인다고 주장하면서 이에 기초하고 있다.

질량과 에너지는 유명한 $방정식{\displaystyle }$ E ${\displaystyle =}$ ${\displaystyle {}^{}}$ c$$(\$displaystyle$ E$=mc^{2$에 의해 관련되는데, 이는 질량을 가진 물체가 빛의 속도로 이동하기 위해서는 무한한 에너지가 필요하다는 것을 설명합니다.빛의 속도를 이용해 미터를 정의하는 새로운 방법이 개발되었습니다."이벤트"는 허용되는 이벤트와 과거와 미래의 광원뿔에 기초하지 않는 이벤트를 제한하는 시공간 그래픽 표현인 광원뿔을 사용하여 설명할 수도 있다.'공간'과 '시간'이 본질적으로 연결되는 4차원 시공간도 설명된다.공간을 통과하는 물체의 움직임은 불가피하게 시간을 경험하는 방식에 영향을 미친다.

아인슈타인의 일반 상대성 이론은 중력을 물질이 다른 물질에 가하는 힘으로 묘사한 뉴턴의 관점과 대조적으로, 아인슈타인에 따르면 빛의 경로가 '중력'에 의해 어떻게 영향을 받는지를 설명한다.시공간 곡률에서 빛은 4차원 "시공간"에서 항상 직선 경로를 따라 이동하지만 중력 효과로 인해 3차원 공간에서 곡선으로 보일 수 있습니다.이 직선 경로는 측지학입니다.일란성 쌍둥이를 포함한 특수 상대성 이론의 사고 실험인 쌍둥이 역설은 쌍둥이가 서로 다른 속도로 움직이거나 심지어 시공간 곡률로 서로 다른 장소에 살더라도 다르게 늙을 수 있다고 생각한다.특수상대성이론은 사건이 일어나는 시공간 영역에 기초하는 반면, 일반상대성이론은 힘이 시공간 곡률을 바꿀 수 있고 역동적이고 팽창하는 우주를 발생시키는 역동적이다.호킹과 로저 펜로즈는 이것을 연구했고, 만약 우주가 과거에 유한한 시간 전에 시작했다면, 지금부터 미래까지 유한한 시간에 끝날 수도 있다는 것을 나중에 일반 상대성 이론을 사용하여 증명했다.

3장: 팽창하는 우주

이 장에서, 호킹 박사는 먼저 물리학자들과 천문학자들이 어떻게 지구에서 별들의 상대적인 거리를 계산했는지에 대해 설명한다.18세기에 윌리엄 허셜 경은 밤하늘에 있는 많은 별들의 위치와 거리를 확인했어요.1924년 에드윈 허블은 지구에서 볼 때 세페이드 변광성의 밝기를 이용하여 거리를 측정하는 방법을 발견했다.이 별들의 밝기, 밝기, 거리는 간단한 수학 공식에 의해 연관되어 있습니다.이 모든 것을 이용하여, 그는 9개의 다른 은하들의 거리를 계산했다.우리는 매우 많은 수의 별들을 포함하고 있는 매우 전형적인 나선 은하에 살고 있습니다.

별들은 우리로부터 매우 멀리 떨어져 있기 때문에 우리는 그들의 특징인 빛만을 관찰할 수 있다.이 빛이 프리즘을 통과하면 스펙트럼이 생긴다.모든 별들은 그들만의 스펙트럼을 가지고 있고, 각 원소들은 그들만의 고유한 스펙트럼을 가지고 있기 때문에, 우리는 별의 화학적 조성을 알기 위해 별의 빛 스펙트럼을 측정할 수 있다.우리는 별들의 온도를 알기 위해 열 스펙트럼을 사용합니다.1920년, 과학자들이 다른 은하의 스펙트럼을 조사했을 때, 그들은 별 스펙트럼의 특징적인 선들 중 일부가 스펙트럼의 붉은 끝 쪽으로 이동한다는 것을 발견했습니다.이 현상의 의미는 도플러 효과에 의해 주어졌고, 많은 은하들이 우리로부터 멀어지고 있다는 것이 분명했다.

일부 은하는 적색편이이기 때문에, 일부 은하는 청색편이 될 것으로 추정되었습니다.그러나 적색편이 은하는 청색편이 은하의 수보다 훨씬 많았다.허블 망원경은 적색편이의 양이 상대적인 거리에 정비례한다는 것을 발견했습니다.이것으로부터, 그는 우주가 팽창하고 있다고 판단해, 기원이 있었다.그럼에도 불구하고 정적 우주의 개념은 20세기까지 지속되었다.아인슈타인은 정적 우주에 대해 너무 확신했기 때문에 '우주학적 상수'를 개발했고 무한대의 나이를 가진 우주가 존재할 수 있도록 '반중력' 힘을 도입했다.게다가, 많은 천문학자들은 또한 일반 상대성 이론의 함의를 피하려고 노력했고 러시아 물리학자 알렉산더 프리드만을 제외하고 정적 우주를 고수했다.

Friedmann은 매우 간단한 두 가지 가정을 했습니다. 우리가 어디에 있든, 즉 동질성, 그리고 우리가 바라보는 모든 방향에서 동일하다는 것입니다. 즉, 등방성.그의 결과는 우주가 정적이 아니라는 것을 보여주었다.그의 가정은 나중에 벨 연구소의 두 명의 물리학자 아르노 펜지아스와 로버트 윌슨이 하늘의 한 특정 부분뿐만 아니라 모든 곳에서 거의 같은 양으로 예상치 못한 극초단파 방사선을 발견했을 때 증명되었다.따라서 프리드만의 첫 번째 가정은 사실로 증명되었다.

비슷한 시기에 로버트 H. 딕과 짐 피블스도 마이크로파 방사선에 대해 연구하고 있었다.그들은 초기 우주의 빛을 배경 극초단파 방사선으로 볼 수 있어야 한다고 주장했다.윌슨과 펜지아스는 이미 이것을 했고, 그래서 그들은 1978년에 노벨상을 받았다.게다가, 우주에서의 우리의 위치는 예외적이지 않기 때문에, 우리는 프리드만의 두 번째 가정을 뒷받침하는 우주의 다른 부분에서 우주를 거의 동일하게 보아야 한다.그의 작품은 하워드 로버트슨과 아서 워커에 의해 비슷한 모델이 만들어지기 전까지 거의 알려지지 않았다.

프리드만의 모델은 우주의 진화를 위한 세 가지 다른 모델을 만들어냈다.첫째, 우주가 일정 시간 동안 팽창하고 팽창률이 우주의 밀도보다 낮으면(중력을 끌어당기는 것으로 이어짐) 결국 나중에 우주의 붕괴로 이어질 것이다.둘째, 우주는 팽창할 것이고, 만약 우주의 팽창률과 밀도가 같아진다면, 천천히 팽창하다가 멈춰서 어느 정도 정적인 우주가 될 것입니다.셋째, 우주의 밀도가 우주의 팽창률 균형을 맞추기 위해 필요한 임계량보다 작다면 우주는 영원히 팽창할 것이다.

첫 번째 모델은 안쪽으로 휘어지는 우주의 공간을 묘사합니다.두 번째 모델에서 공간은 평평한 구조로 이어지고 세 번째 모델은 음의 '안장 모양' 곡률을 낳습니다.우리가 계산한다고 해도, 현재의 팽창 속도는 암흑 물질과 모든 별의 질량을 포함한 우주의 임계 밀도 이상입니다.첫 번째 모델은 '단일성'으로 알려진 무한한 밀도와 0의 부피를 가진 공간에서 빅뱅으로 우주의 시작을 포함했는데, 이 시점은 일반 상대성 이론(프리드만의 해법)도 무너지는 지점이다.

이 시간의 시작의 개념은 원래 종교적인 믿음에 의해 동기부여된 것으로 보였는데,^[4] 왜냐하면 그것은 우주의 성경에 나오는 영원한 것이 아니라 시간의 시작을 가지고 있다는 주장의 지지 때문이다.그래서 빅뱅 이론과 경쟁하기 위해 헤르만 본디, 토마스 골드, 프레드 호일의 "안정 상태 이론"이라는 새로운 이론이 도입되었다.이 예측은 현재의 유니버스 구조와도 일치했다.하지만 우리 근처에 있는 전파원이 먼 우주에서 온 것보다 훨씬 적고, 현재보다 더 많은 전파원이 있다는 사실은 이 이론의 실패와 빅뱅 이론의 보편적 수용을 초래했다.에브게니 리프시츠와 이사크 마르코비치 칼라트니코프도 빅뱅 이론의 대안을 찾으려 했지만 실패했다.

로저 펜로즈는 붕괴하는 별이 블랙홀이라고 불리는 0의 크기와 무한한 밀도와 곡률의 영역을 만들어 낼 수 있다는 것을 증명하기 위해 광원추와 일반 상대성 이론을 이용했다.호킹과 펜로즈는 우주가 특이성에서 생겨났어야 한다는 것을 함께 증명했고, 호킹은 양자 효과를 고려했을 때 그 사실을 반증했다.

제4장 불확실성의 원칙

이 장에서, 호킹 박사는 먼저 19세기 프랑스 수학자 라플라스의 과학적 결정론에 대한 강한 믿음에 대해 논한다. 과학적 법칙이 궁극적으로 우주의 미래를 정확하게 예측할 수 있을 것이다.그리고 나서 그는 영국의 과학자인 레일리 경과 제임스 진스의 계산에 따라 별의 무한복사 이론을 논하는데, 이 이론은 이후 1900년 독일 과학자 막스 플랑크가 수정했는데, 그는 에너지가 퀀타라고 불리는 작고 유한한 패킷으로 복사되어야 한다고 제안했다.

그리고 나서 호킹 박사는 독일 과학자 베르너 하이젠베르크에 의해 공식화된 불확실성 원리에 대해 논하는데, 이에 따라 플랑크의 양자 가설 때문에 입자의 속도와 위치를 정확하게 알 수 없다. 즉, 속도를 측정할 때 정확성을 높이면 입자의 위치의 확실성이 떨어질 것이고 그 반대도 마찬가지이다.이것은 우주의 완전한 결정론적 이론에 대한 라플레이스의 생각을 반증했다.호킹 박사는 1920년대 하이젠베르크, 오스트리아 물리학자 에르빈 슈로딩거, 영국 물리학자 폴 디락의 양자역학의 궁극적인 발전을 기술하고 있으며, 이는 과학에 예측 불가능한 요소를 도입한 이론이며, 독일 과학자 알버트 아인슈타인의 강한 반대에도 불구하고 매우 s로 증명되었다.중력과 대규모 구조를 제외하고 우주를 묘사하는 데 성공했습니다.

그리고 나서 호킹 박사는 하이젠베르크의 불확도 원리가 빛(그리고 일반적으로 입자)의 파동-입자 이중성 행동을 어떻게 암시하는지를 논한다.

이어 여러 개의 광파가 서로 간섭해 하나의 광파를 발생시키는 간섭 현상과 입자 내 간섭을 2슬릿 실험으로 설명한다.호킹 박사는 간섭이 원자의 구조와 물질의 구성 요소에 대한 우리의 이해를 얼마나 향상시켰는지 쓰고 있다.덴마크 과학자 닐스 보어의 이론이 전자 붕괴 문제를 부분적으로만 해결한 반면, 양자 역학은 그것을 완전히 해결했다.호킹 박사에 따르면, 미국 과학자 리처드 파인만의 역사 합계는 파동-입자 이중성을 시각화하는 좋은 방법이다.마지막으로, 호킹 박사는 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 불확실성 원리를 무시하는 고전적이고 비양자적인 이론이며 블랙홀과 빅뱅과 같이 중력이 매우 강한 상황에서는 양자 이론과 조화를 이루어야 한다고 언급한다.

제5장 소립자와 자연의 힘

이 장에서 호킹 박사는 물질의 본질에 대한 조사 역사를 추적합니다.아리스토텔레스의 네 가지 요소, 분할할 수 없는 원자에 대한 개념, 분자를 형성하기 위해 결합하는 원자에 대한 존 달튼의 생각, 원자 내부의 전자 발견, 어니스트 러더포드의 원자핵과 양성자 발견, 제임스 채드윅의 중성자 발견, 그리고 마지막으로 심지어 더 작은 쿼크에 대한 머레이 겔만의 연구양성자와 중성자를 증가시킵니다.그리고 나서 호킹은 여섯 개의 다른 "향료"와 세 개의 다른 쿼크 "색상"에 대해 논한다.이 장의 후반부에서 그는 우주의 팽창과 냉각으로 인해 쿼크 수가 쿼크 수보다 많은 반쿼크에 대해 논한다.

그리고 나서 호킹 박사는 입자가 다른 방향에서 어떻게 보이는지를 결정하는 입자의 스핀 특성에 대해 논한다.그리고 나서 호킹 박사는 그들의 스핀에 기초하여 우주의 두 입자 그룹인 페르미온과 보손에 대해 논한다.1/2의 스핀을 가진 페르미온은 그들이 같은 양자 상태를 공유할 수 없다는 파울리 배제 원리를 따릅니다.이 규칙이 없으면 복잡한 구조가 존재할 수 없습니다.

0, 1, 또는 2의 스핀을 갖는 보손이나 힘을 전달하는 입자는 제외 원리를 따르지 않습니다.그리고 나서 호킹 박사는 가상 중력자와 가상 광자의 예를 제시한다.2회전하는 가상 중력자는 중력을 전달한다.1의 스핀을 가진 가상 광자는 전자기력을 전달한다.그리고 나서 호킹 박사는 약한 핵력과 쿼크를 강입자(일반적으로 중성자와 양성자)로 결합시키고 중성자와 양성자를 원자핵으로 결합시키는 입자 글루온에 의해 운반되는 강한 핵력에 대해 논한다.그리고 나서 호킹 박사는 쿼크와 글루온이 강입자 안에 갇혀 있기 때문에 스스로 발견하는 것을 막는 색 제한이라고 불리는 현상에 대해 쓰고 있다.

호킹 박사는 극도의 고온에서는 전자기력과 약한 핵력이 하나의 약력으로 작용하며, 더 높은 온도에서는 전기 약력과 강한 핵력도 하나의 힘으로 작용한다는 추측을 낳게 된다고 쓰고 있다.이 "결합된" 힘의 행동을 묘사하려는 이론은 대통합 이론이라고 불리는데, 이것은 과학자들이 아직 풀지 못한 물리학의 많은 미스터리를 설명하는데 도움을 줄 수 있다.

6장: 블랙홀

이 장에서 호킹 박사는 매우 강한 중력이 빛을 포함한 모든 물체가 블랙홀 안에서 빠져나가는 것을 막는 시공간 영역인 블랙홀에 대해 논한다.호킹 박사는 대부분의 블랙홀이 생명의 종말을 향해 다가오는 거대한 별들의 붕괴 동안 어떻게 형성되는지에 대해 설명합니다.그는 블랙홀의 경계인 사건의 지평선에 대해 쓰고 있는데, 이 경계에서 어떤 입자도 나머지 시공간으로 빠져나갈 수 없다.그리고 나서 호킹 박사는 구면대칭의 비회전 블랙홀과 축대칭의 회전 블랙홀에 대해 논한다.호킹 박사는 천문학자들이 블랙홀이 별을 소모할 때 방출되는 강력한 X선을 특수 망원경으로 관찰함으로써 블랙홀을 직접적이 아니라 간접적으로 발견하는 방법을 설명한다.호킹 박사는 1974년 미국의 물리학자 킵 손과 했던 유명한 내기를 언급하며 이 장을 끝맺는다.호킹 박사는 새로운 증거가 백조자리 X-1이 실제로 블랙홀이라는 것을 증명하면서 내기에서 졌다.

제7장: 블랙홀은 그렇게 까맣지 않다

이 장에서는 스티븐 호킹 박사가 1970년대에 발견한 블랙홀 행동 양상에 대해 논의합니다.이전의 이론에 따르면, 블랙홀은 더 커질 수 있을 뿐 결코 작아질 수 없다. 왜냐하면 블랙홀로 들어가는 어떤 것도 나올 수 없기 때문이다.하지만 1974년, 호킹 박사는 블랙홀이 방사선을 "누출"할 수 있다는 새로운 이론을 발표했다.그는 만약 한 쌍의 가상 입자가 블랙홀의 가장자리 근처에 나타난다면 어떤 일이 일어날지 상상했다.가상 입자는 시공간에서 잠시 에너지를 '빌린' 다음 서로 소멸하고, 빌린 에너지를 돌려주고 존재 자체를 멈춘다.그러나 블랙홀의 끝부분에서 한 가상 입자는 블랙홀에 갇히고 다른 가상 입자는 탈출할 수 있습니다.열역학 제2법칙 때문에 입자는 진공에서 에너지를 얻는 것을 '금기'한다.따라서 이 입자는 진공 대신 블랙홀로부터 에너지를 받아 호킹 복사로 블랙홀에서 빠져나간다.

호킹에 따르면, 블랙홀은 과학자들이 이전에 믿었던 것처럼 영원히 존재하는 것이 아니라, 시간이 지남에 따라 매우 천천히 수축하고 결국 이 방사선 때문에 "증발"해야 한다.

8장: 우주의 기원과 운명

우주의 시작과 끝은 이 장에서 논의된다.

대부분의 과학자들은 우주가 "빅뱅"이라고 불리는 팽창에서 시작되었다는 것에 동의한다.빅뱅이 시작되었을 때, 우주는 극도로 높은 온도를 가지고 있었고, 이것은 별과 같은 복잡한 구조, 혹은 심지어 원자 같은 매우 단순한 구조의 형성을 막았다.빅뱅 기간 동안, "인플레이션"이라고 불리는 현상이 발생했는데, 이 현상에서는 우주가 잠시 더 큰 규모로 팽창했다.인플레이션은 이전에 연구자들을 크게 혼란스럽게 했던 우주의 몇몇 특징들을 설명한다.인플레이션 이후 우주는 더 느린 속도로 계속 팽창했다.날씨가 훨씬 추워졌고, 결국 이러한 구조물이 형성될 수 있었다.

호킹 박사는 또한 만약 우주가 실제보다 느리게 또는 빠르게 성장했다면 어떻게 다르게 나타났을지에 대해 논한다.예를 들어, 만약 우주가 너무 느리게 팽창한다면, 우주가 붕괴될 것이고, 생명체가 형성될 충분한 시간이 없을 것이다.만약 우주가 너무 빨리 팽창했다면, 그것은 거의 텅 비었을 것이다.호킹 박사는 논란이 되고 있는 "영원한 인플레이션 가설"을 지지하며, 우리 우주는 단지 다른 물리 법칙을 가진 수많은 우주들 중 하나일 뿐이며, 그 중 대부분은 생명체가 살기에 적합하지 않을 것이라고 주장한다.

양자 중력의 개념도 이 장에서 논의된다.

9장 시간의 화살

이 장에서 호킹은 인간이 관찰하고 경험하는 시간을 호킹이라고 부르듯이, 왜 "실시간"에 대해 이야기합니다. 호킹은 "상상의 시간"이 과학 법칙에 내재되어 있다고 주장하지만, "상상의 시간"과는 대조적으로, 특히 과거로부터 미래로 향하는 특정한 방향을 가지고 있는 것 같습니다.그리고 호킹은 세 개의 "시간의 화살"에 대해 논하는데, 그의 견해로는, 이 세 개의 화살은 시간에게 이러한 특성을 부여한다.호킹의 첫 번째 시간의 화살은 열역학적 시간의 화살이다: 엔트로피가 증가하는 방향이다.호킹 박사에 따르면, 이것이 우리가 컵의 부서진 조각들이 하나의 컵을 형성하기 위해 모이는 것을 결코 보지 못하는 이유라고 합니다.호킹의 두 번째 화살은 심리적인 시간의 화살로, 우리의 주관적인 시간 감각은 한 방향으로 흐르는 것처럼 보이며, 이것이 우리가 미래가 아닌 과거를 기억하는 이유이다.호킹 박사는 우리의 뇌는 시간의 방향으로 무질서가 증가하는 방식으로 시간을 측정한다고 주장합니다 – 우리는 결코 반대 방향으로 작동하는 것을 관찰하지 않습니다.즉, 그는 시간의 심리적 화살이 시간의 열역학적 화살과 얽혀 있다고 주장한다.호킹의 세 번째이자 마지막 시간의 화살은 우주론적 화살이다: 우주가 수축하기 보다는 팽창하는 시간의 방향이다.호킹에 따르면, 우주의 수축 단계에서, 시간의 열역학적, 우주론적 화살은 일치하지 않을 것이다.

그리고 나서 호킹 박사는 우주에 대한 "경계 없는 제안"은 우주가 다시 수축하기 전에 한동안 팽창할 것이라는 것을 의미한다고 주장한다.그는 계속해서 무경계 제안은 엔트로피를 유발하는 것이며, 그것은 우주가 팽창하는 경우에만 시간의 열역학적 화살의 존재를 예측한다고 주장한다. 이는 우주가 시간이 지날수록 무질서를 향해 성장해야 하는 부드럽고 질서 있는 상태에서 시작되었음을 암시하기 때문이다.그는 경계가 없기 때문에 수축하는 우주에는 명확한 열역학적 화살이 없기 때문에 팽창 단계에 있는 우주만이 지적 생명체를 지탱할 수 있다고 주장한다.호킹 박사는 약한 인류학적 원리를 사용하여 열역학 화살이 지적인 생명체에 의해 관찰되기 위해서는 우주론적 화살과 일치해야 한다고 주장한다.호킹의 견해로는, 이것이 인간이 이 세 개의 시간의 화살이 같은 방향으로 가는 것을 경험하는 이유이다.

10장: 웜홀과 시간여행

이 장에서, 호킹은 시간 여행, 즉 미래로의 여행과 과거로의 여행이 가능한지 논한다.그는 물리학자들이 어떻게 인간이 빛의 속도보다 더 빨리 이동하거나 시간을 거꾸로 이동할 수 있는 가능한 방법을 고안해 내려고 노력해왔는지 보여주는데, 이러한 개념은 공상과학 소설의 주요 이야기가 되었다.아인슈타인-로젠 다리는 일반 상대성 연구 초기에 제안되었다.이러한 "웜홀"은 외부에서 볼 때 블랙홀과 동일하게 보일 수 있지만, 진입한 물질은 시공간에서 다른 위치로 이동하거나, 잠재적으로 먼 공간 영역 또는 심지어 시간 역방향으로 이동하게 됩니다.하지만, 나중에 나온 연구에 따르면, 그러한 웜홀은, 애초에 그것이 형성될 수 있었다 하더라도, 일반 블랙홀로 돌아가기 전에 어떤 물질도 통과하지 못하게 할 것이다.웜홀이 이론적으로 열린 채로 남아서 빛보다 빠른 이동이나 시간 이동을 가능하게 하는 유일한 방법은 음의 에너지 밀도를 가진 이국적인 물질의 존재를 요구할 것이고, 이는 일반 상대성 이론의 에너지 조건을 위반한다.이와 같이, 거의 모든 물리학자들은 빛보다 빠른 여행과 시간 역행이 불가능하다는 것에 동의한다.

호킹 박사는 또한 그 자신의 "연대기 보호 추측"을 설명하는데, 이것은 왜 빛보다 빠르고 역방향의 시간 여행이 거의 불가능한지에 대한 더 공식적인 설명을 제공한다.

제11장 물리학의 통일

양자장론(QFT)과 일반상대성이론(GR)은 우주의 물리학을 적용 가능한 영역 내에서 놀라운 정확성으로 기술합니다.그러나 이 두 이론은 서로 모순된다.예를 들어 QFT의 불확도 원리는 GR과 호환되지 않는다.이러한 모순과 QFT와 GR이 관찰된 현상을 완전히 설명하지 못한다는 사실은 물리학자들이 내부적으로 일관되고 관찰된 현상을 기존 이론과 같거나 더 나은 "양자 중력" 이론을 찾도록 만들었다.

호킹 박사는 중대한 도전에도 불구하고 그러한 통일된 우주 이론이 곧 발견될 것이라고 조심스럽게 낙관하고 있다.책이 집필될 당시 초끈이론은 양자중력의 가장 인기 있는 이론으로 떠올랐지만 이 이론과 관련 끈이론은 여전히 불완전하고 상당한 노력에도 불구하고 증명되지 않았다.끈 이론은 입자가 QFT에서처럼 무차원 입자가 아닌 1차원 "끈"처럼 행동한다고 제안한다.이러한 문자열은 여러 차원에서 "진동"됩니다.QFT의 3차원이나 GR의 4차원 대신 슈퍼스트링 이론에는 총 10차원이 필요합니다.슈퍼스트링 이론이 요구하는 6가지 "초공간"의 특성은 연구가 불가능하지는 않더라도 어렵기 때문에 각각 다른 속성을 가진 우주를 묘사하는 수많은 이론적인 끈 이론의 풍경을 남긴다.가능성의 범위를 좁힐 수 있는 수단이 없다면 끈 이론의 실용적 응용을 찾는 것은 불가능할 것이다.

루프 양자 중력과 같은 양자 중력의 대안 이론도 마찬가지로 증거의 부족과 연구 난관에 시달린다.

따라서 호킹 박사는 세 가지 가능성을 제시한다: 1) 우리가 결국 찾을 완전한 통일 이론이 존재한다; 2) 서로 다른 풍경들의 중복되는 특성들은 우리가 점차적으로 시간과 함께 더 정확하게 물리학을 설명할 수 있게 해준다; 3) 궁극적인 이론이 없다.세 번째 가능성은 불확실성 원리에 의해 설정된 한계를 인정함으로써 회피되었다.두 번째 가능성은 물리학에서 지금까지 일어난 일을 점점 더 정확한 부분 이론으로 설명한다.

호킹 박사는 이러한 정교함은 한계가 있으며, 실험실에서 우주의 초기 단계를 연구함으로써, 물리학자들이 현재 풀리지 않은 많은 문제들을 풀 수 있도록 하는 양자 중력의 완전한 이론이 21세기에 발견될 것이라고 믿고 있다.

12장: 결론

이 마지막 장에서, 호킹은 인간이 우주와 우주 안에서 그들의 위치를 이해하기 위해 그들의 역사를 통해 노력한 것을 요약합니다: 자연을 지배하는 의인화된 영혼에 대한 믿음에서 시작하여, 자연에서 규칙적인 패턴의 인식에 이어, 그리고 마침내 최근 수 세기 동안 과학의 발전과 함께, 내면의 걱정.우주의 왕들은 훨씬 더 잘 이해하게 되었다.그는 우주의 구조와 진화는 결국 신의 영역에 기원이 남겨진 일련의 법칙에 의해 정확하게 설명될 수 있다는 19세기 프랑스 수학자 라플라스의 제안을 떠올린다.하지만, 호킹 박사는 20세기에 양자 이론에 의해 도입된 불확실성 원리는 발견될 미래 법칙의 예측 정확성에 한계를 두고 있다고 말한다.

호킹 박사는 역사적으로, 우주론의 연구는 주로 신의 본질을 더 잘 이해하기 위해, 또는 심지어 신이 존재하는지 여부를 더 잘 이해하기 위해 철학적, 종교적 통찰력을 찾는 것에 의해 동기 부여되었다고 말한다.하지만, 호킹의 경우, 오늘날 이러한 이론을 연구하는 대부분의 과학자들은 그러한 철학적 질문을 하기보다는 수학적 계산과 경험적 관찰로 접근한다.그의 마음속에서, 이러한 이론들의 점점 더 기술적인 성격은 현대 우주론을 철학적인 논의로부터 점점 더 멀어지게 만들었다.그럼에도 불구하고 호킹은 언젠가 모두가 우주의 진정한 기원과 본질을 이해하기 위해 이 이론들에 대해 이야기하고 "인간 추론의 궁극적인 승리"를 이룰 것이라는 희망을 표현한다.

에디션

• 1988년:초판은 칼 세이건에 의해서 다음의 이야기:세이건 런던에 1974년 과학적 회의를 위해, 세션 사이의 어디에 더 큰 회의에 선것은 다른 방에 들어섰다 말하는 도입을 포함했다."저는 고식: 새로운 동료들의 왕립 협회, 지구상에서 가장 고대의 학술 기관으로 수여식을 시청하고 있다는 것을 깨달았다.맨 앞줄에서 휠체어에 탄 젊은 남자, 아주 천천히, 초기 페이지에 보어 아이작 뉴턴의 서명 한권의 책으로 서명하고 있었는데...StephenHawking은 전설 심지어 then.".그의 소개에서, 세이건은 호킹은" 훌륭하게 계승"뉴턴과 폴 디랙, 일은 과거 Lucasian 교수 수학을 더하기 시작한다.[5]

그것이 세이건, 호킹이나 게시자에 의해 보다 저작권이 있는 것은 도입 첫판 후 게시자가 권리는 영원히 그것은 더 이상 출간하지 않아도 제거되었다.호킹 박사는 나중 버전을 위해 그 자신의 소개를 썼다.

• 1994년, 시간의 대화형 모험 – 대한 간략한 역사다.한 CD-Rom대화형 비디오 자료가 있는 S.W.Hawking은, 짐 Mervis, Robit Hairman(Windows95, Windows98, WindowsMilleniumEdition및 WindowsXP에 사용할 수 있는)에 의해 창조되는[6]
• 1996년 Illustrated, 있고 확장판 업데이트 날짜:.이hardcover판은 텍스트는 원본 책에 포함되지 않았던 항목의 추가 설명하는 것을 도울 완전 칼라 삽화와 사진을 담고 있었다.
• 1998년,Tenth-anniversary판:그것은 하나의 1996년에 발행되지만은 문고본으로도 발매되었다 그리고 극소수의 도표를 포함시켰다 같은 텍스트를 다루고 있다.아이 에스비엔 0553109537
• 2005년 ABriefer 역사 시간:레너드 Mlodinow는 본래의 책의 요약본과 합작입니다.그것은 다시 한층 더 과학적인 발전으로 인해가 벌어졌다 새로운 문제를 해결함에 업데이트되었습니다.ISBN 0-553-80436-7

영화

1991년, 에롤 모리스는 호킹에 대한 다큐멘터리 영화를 감독했지만, 비록 그들이 제목을 공유하고 있지만, 이 영화는 호킹에 대한 전기적인 연구이지 책의 영화화된 버전이 아니다.

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"스티븐 호킹의 주머니 우주: 다시 찾은 시간의 짧은 역사"는 이 책에 바탕을 두고 있다.이 앱은 Penguin Random House 그룹의 부문인 Transworld 퍼블리셔를 위해 Preloaded에 의해 개발되었습니다.

이 앱은 2016년에 만들어졌다.벤 코트니(현재의 레고)가 디자인하고 비디오 게임 제작의 베테랑 젬마 해리스(현재의 소니)가 제작했으며 iOS에서만 사용할 수 있다.

오페라

뉴욕 메트로폴리탄 오페라는 호킹의 책을 바탕으로 2015-16년에 초연할 오페라를 의뢰했다.이 곡은 오스발도 골리조프가 작곡했고, 로버트 ^[7]르파게의 작품에서 알베르토 망겔이 각본을 썼다.계획된 오페라는 다른 주제로 바뀌었고 결국 완전히 ^[8]취소되었다.

「 」를 참조해 주세요.

• 바다거북 – 호킹의 책에 등장하는 우주론의 무한 퇴행 문제에 대한 익살스러운 표현
• 일반상대성이론 » 상세판독
• 고전역학 및 양자역학 교과서 목록
• 열역학 및 통계역학 교과서 목록
• 호킹 인덱스 – 사람들이 포기하기 전에 책을 얼마나 읽을지에 대한 수학적인 모의 측정치. 호킹의 책을 참조하여 명명되었다.

레퍼런스

외부 링크

라이브러리 리소스 정보 시간의 간단한 역사

라이브러리의 리소스 다른 도서관의 리소스

• ABriefHistoryofTime의 초판의 사진들 말입니다.