[책마을] 우주·시공간의 매혹적 세계를 쉽고 재밌게 여행하고 싶다면

초보자를 위한 과학 신간 3종

시간은 되돌릴 수 있을까
다카미즈 유이치 지음 / 김정환 옮김
북라이프 / 304쪽｜1만7500원

시간의 물리학
존 그리빈 지음 / 김상훈 옮김
휴머니스트 / 216쪽｜1만6700원

상자 속 우주
앤드루 폰첸 지음 / 박병철 옮김
알에이치코리아 / 332쪽｜2만6000원

시공간, 다중우주 같은 매혹적인 단어에 이끌려 우리는 교양 물리학책을 집어 든다. 문제는 ‘쉽다’는 이들 대중서마저 일반인이 읽기에 그리 쉽지 않다는 점이다. 그런 점에서 <시간은 되돌릴 수 있을까>는 보기 드물게 정말 쉬운 책이다.

책을 쓴 다카미즈 유이치는 일본 쓰쿠바대 계산과학연구센터에서 일하는 물리학자다. 약 10년 전 영국 케임브리지대에서 공부할 때 스티븐 호킹에게 가르침을 받았다.

시간은 거꾸로도 흐를 수 있을까. 저자는 이런 질문을 던지며 이야기를 시작한다. 뉴턴의 고전물리학은 시간의 방향을 정해놓지 않았다. 여기에 제동을 건 사람이 알베르트 아인슈타인이다. 아인슈타인은 상대성 이론을 통해 ‘원인과 결과의 관계는 광속 범위 내로 한정된다’고 했다. 이는 과거와 현재의 순서를 바꿀 수 없다는 의미로 이어진다.

그런데 우주는 우리의 생각보다 더 기이하다. 양자역학이 밝힌 세상의 모습이 그랬다. 양자역학은 미래가 인과율이 아니라 무작위적 확률을 따른다고 봤다. 그렇다면 시간을 되돌리는 건 가능할까.

공간이 1차 혹은 2차원인 세상에서는 지적 생명체가 탄생할 수 없다. 평면만으론 복잡한 회로나 생명체 구조를 만들어낼 수 없기 때문이다. 4차원이 되면 공간이 불안정해진다.

시간도 2차원 혹은 3차원이 될 수 있다. 2차원 평면상에서 시간은 원을 그리며 원래 위치로 돌아갈 수도 있다. 과거로 돌아간다는 뜻이다. 하지만 그만큼 세상이 뒤죽박죽될 수 있다. 저자는 시간의 차원이 더 있더라도 아주 미미해 물리적으로 보이지 않는 수준에 그칠 것이라고 말한다.

<시간의 물리학>과 <상자 속 우주>도 최근 출간된 대중 과학서다. <시간의 물리학>은 케임브리지에서 천체물리학으로 박사 학위를 받은 전업 과학 작가가 쓴 책이다. 공상과학(SF) 소설과 영화 속 시간 여행이 가능한지 차근차근 살펴본다. <시간은 되돌릴 수 있을까>와 같이 보면 좋을 책이다.

<상자 속 우주>는 ‘우주 시뮬레이션’을 다룬다. 우리는 이제 입자에 대해 그리고 이를 아우르는 힘에 대해 알고 있지만 우주적 스케일에서 여러 요소가 어떻게 상호작용하는지 모른다. 우주 시뮬레이션은 이를 밝히기 위한 작업이다. ‘우리가 살고 있는 세상 자체가 거대한 시뮬레이션이 아닐까’ 하는 생각에 대한 이야기도 담았다.

임근호 기자 eigen@hankyung.com