[알라딘]숨겨진 우주 - 비틀린 5차원 시공간과 여분 차원의 비밀을 찾아서

비틀린 5차원 시공간과 여분 차원의 비밀을 찾아서 | 원제 Warped Passages | 사이언스 클래식 11

숨겨진 우주

리사 랜들 (지은이) | 김연중 | 이민재 (옮긴이) | 사이언스북스 | 2008-03-24

정가 : 28,000원

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양장본 | 743쪽 | 232*158mm | ISBN(13) : 9788983712141

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ISBN(13자리) : 9788983712141
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예를 들어 <다 빈치 코드>라는 책은 ‘문학’과 ‘소설’ 카테고리로 분류가 되는데, 이 책의 주요한 키워드인 ‘성서’ ‘레오나르도 다 빈치’ ‘그리스도교’ ‘암호’ ‘추리소설’ ‘로버트 랭던’ ‘루브르 박물관’ 등으로 태그를 달고, 이런 키워드들로 이 책을 찾을 수 있게 됩니다.

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상대성 이론부터 양자 역학을 거쳐, 20세기 물리학의 정점인 입자 물리학의 표준 모형을 핵심 아이디어와 논리 전개 방식으로 소개하고, ‘입자 물리학의 표준 모형’을 넘어서는 이론들인 초대칭성 이론, 초중력 이론, 끈 이론과 초끈 이론의 근본 원리를 들려준다. 각 이론의 핵심 원리들이 어떻게 여분 차원 이론에서 한데 어우러져 기존의 이론 물리학적 난제를 해결할 수 있는 이론의 구성 요소가 되는지 보여 준다.

랜들은 우리가 살고 있는 4차원 세계가 일종의 막처럼 생긴 물체에 매달려 있는 물방울이나 수챗구멍과 비슷하고, 이 안에 우리가 알고 있는 모든 입자들과 전자기력과 약력과 강력은 포함되어 있지만 중력은 우리 4차원 세계가 아니라 4차원 막을 둘러싸고 있는 5차원 세계에 속한 힘이라 4차원 세계에는 아주 약한 영향만을 끼칠 수 있다는 이론적 모형을 발표했다. 그리고 중력을 전달하는 힘이 5차원 물체임을 입증할 수 있는 실험 방법까지 제시했다.

현대 물리학의 최첨단 이론 속에서 세계를 구성하는 근본적인 물체는 더 이상 원자가 아니다. 심지어는 입자조차도 아니다. 정체를 알 수 없는 1차원 물체 끈이거나, 2차원 물체인 막이다. 그리고 세계를 이루고 있는 차원의 수는 우리 눈에 보이는 4개의 차원(공간 차원 3 + 시간 차원 1)이 아니라 5개 혹은 10개 또는 11개일지도 모른다.

아무것도 없는 진공에서 입자쌍이 갑자기 나타나 정체불명의 상호 작용을 하고 갑자기 사라지는 일이 시시때때로 벌어지고, 5차원의 물체가 4차원 세계에 그림자를 드리워 4차원에서 일어나는 일들에 영향을 미친다. 수많은 나라에서 엄청난 돈을 들여 거대한 가속기를 건설해 이 물리학적 아이디어들이 얼마나 가망성이 있는지 검사하고 있다.

이것은 과학의 실용성과 관련된 문제가 아니다. 우리가 세계를, 우주를 어떻게 이해하고 있는지와 직결되는 문제이고, 이 문제가 어떻게 풀리느냐에 따라 우리의 세계관 전체가 뒤바뀔 수 있는 중요한 문제들인 것이다. 이것은 20세기 초반 아인슈타인 상대성 이론과 보어 등의 양자 역학이 그러했던 것처럼 인류의 세계관을 뒤엎을 것이다.

책을 시작하며

1부 차원이란 무엇인가
서문
1장 들어가는 경로 : 차원의 신비 풀기
2장 제한된 경로 : 말려 있는 여분 차원
3장 폐쇄적 경로 : 막, 막 세계, 벌크
4장 이론 물리학에 다가서기

2부 20세기 물리학 혁명
5장 상대성 이론 : 아인슈타인 중력 이론의 진화
6장 양자 역학 : 불확정성 원리

3부 기본 입자들의 물리학
7장 입자 물리학의 표준 모형 : 물질의 가장 기본적인 구조
8장 간주 : 실험
9장 대칭성 : 근본적인 조직화 원리
10장 기본 입자의 질량 : 자발적 대칭성 깨짐과 힉스 메커니즘
11장 규모 조정과 대통일 : 서로 다른 길이와 에너지에서의 상호 작용 연결
12장 계층성 문제 : 단 하나의 효과적인 통화 침투 이론
13장 초대칭성 : 표준 모형을 넘어서는 도약

4부 끈 이론과 막
14장 알레그로 : 끈을 위한 경로
15장 조연에서 주연으로 가는 경로 : 막의 발전
16장 떠들썩한 경로 : 막 세계

5부 여분 차원의 물리학
17장 흩어진 경로 : 다중 우주와 격리
18장 비밀이 누설되는 경로 : 여분 차원의 지문
19장 거대한 경로 : 커다란 여분 차원
20장 비틀린 경로 : 계층성 문제에 대한 해답
21장 앨리스에 붙이는 비틀린 주석
22장 심원한 경로 : 무한한 여분 차원
23장 반사적이고 팽창적인 경로

6부 차원 여행을 마치며
24장 여분 차원 : 당신은 안에 있는가, 밖에 있는가
25장 결론 : 그러나 여행은 끝나지 않았다

리사 랜들 인터뷰 : 과학은 세계를 흥미진진한 곳으로 만들 것이다
용어 해설 / 수학 노트 / 옮긴이 후기 1 / 옮긴이 후기 2 / 인용 출처 / 찾아보기

대부분의 물리학은 물질 세계를 이루는 기초적인 구성 단위가 기본 입자라고 가정한다. 겹겹이 쌓인 층을 벗기면서 안으로 들어가다 보면 결국 언제나 기본 입자를 만나게 된다. 입자 물리학에서 우주의 가장 작은 요소는 기본 입자이다. 끈 이론은 이 가정에서 한 발 더 나아가 기본 입자는 끈의 진동이라고 주장한다. 하지만 끈 이론 연구자들도 물질은 더 이상 쪼개지지 않는 입자로 이루어져 있다고 믿는다.
모든 것이 입자로 이루어져 있다는 가정은 아마 믿기 어려울 것이다. 확실히 맨눈으로는 입자를 볼 수 없기 때문이다. 우리의 감각이 고도로 발달하지 않았기 때문에 원자처럼 작은 것이 바로 옆에 있어도 우리는 그것을 직접 볼 수 없다. 그렇지만 물질의 기본 구성 요소는 기본 입자이다. 연속된 이미지처럼 보이지만 결국 작은 점(최소)으로 이루어진 컴퓨터나 텔레비전 화면의 이미지처럼 물질은 결국 기본 입자로 구성된 원자로 이루어져 있다. 우리 주변의 물질은 연속적이고 균일해 보이지만 실제로는 그렇지 않다. (127쪽, '4장 이론 물리학에 다가서기' 중에서) - 알라딘

저자 : 리사 랜들

최근작 : <숨겨진 우주> … 총 5종 (모두보기)
소개 : 1962년 미국에서 태어났으며 뉴욕의 스터브샌트 과학 고등학교를 졸업하고 하버드 대학교 물리학과에서 입자 물리학과 우주론을 연구했다. 하버드 대학교의 하워드 조자이 교수 아래에서 이론 물리학 박사 과정을 마쳤으며, MIT와 프린스턴 대학교에서 교수로 재직하다 2001년 하버드 대학교의 교수가 되었다.
리사 랜들은 입자 물리학, 끈 이론, 우주론에서 뛰어난 연구 성과를 거두고 있는 입자 물리학자로 1999년 라만 선드럼과 함께 발표한 두 편의 논문으로 물리학계의 스타로 급부상했다. 기본 입자와 힘에 대한 연구 말고도 인플레이션 우주론, 초대칭, 대통일 이론, 끈 이론 등에 공헌했다.

미국 물리학회 회원이자 미국 예술 과학 아카데미의 회원, 알프레드 슬로언 재단의 연구 수상자이자 자연 과학 협회의 젊은 과학자 상, 미국 물리학 교육자 협회에서 클롭스테드 상 등을 수상했다. 《시드 매거진(Seed Magazine)》의 ‘2005년의 과학 아이콘’으로, 《뉴스위크(Newsweek)》에서는 ‘2006년에 주목할 인물’로 선정되었다. 다수의 물리학 학회를 기획하고 여러 물리학 학회지의 편집 위원으로 이론 물리학계의 중심에 위치하고 있다.

프린스턴 대학교 물리학부, MIT와 하버드 대학교의 이론 물리학 종신 교수직을 받았다. 현재 하버드 대학교 물리학부 교수이며, 매사추세츠 케임브리지에 거주하고 있다. 저서로는 『숨겨진 우주(Warped Passages)』가 있다.

링크 :

역자 : 이민재

최근작 : <숨겨진 우주>,<현대미술의 이해> … 총 2종 (모두보기)
소개 : 서울대학교 물리교육과를 졸업하고 동 대학원 서양학과에서 미술 이론 석사 과정을 수료했다. 현재 서울 장승중학교 과학 교사로 일하고 있다. 공역서로는 <현대 미술의 이해>가 있다.

링크 :

역자 : 김연중

최근작 : <숨겨진 우주>
소개 : 한국과학기술원 물리학과를 졸업하고 동 대학원에서 입자 물리학으로 석사학위를, 초끈 이론으로 박사 학위를 받았다. 하이닉스 반도체 연구원으로 근무했다.

링크 :

저자의 한 마디

이 책을 펴내기로 마음먹었을 때, 나는 과학을 따분하게 설명하기보다는 연구자로서 느꼈던 짜릿함을 함께 나누는 책을 꿈꾸었다. 내용을 그저 쉽게 간추려서 독자를 기만하고 싶지 않았으며, 과학을 불변하는 진리나 칭송해야 할 기념비적 완성품으로 그리고 싶지 않았다. 나는 이론 물리학의 매력을 독자들에게 전달하고 싶었다. 물리학은 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 더 창조적이고 재미있는 학문이다. 이 책을 통해 사람들이 지금껏 알지 못했던 물리학의 즐거움을 함께 나눌 수 있기를 바란다.
세계를 바라보는 새로운 관점이 우리에게 다가오고 있다. '여분 차원'이 바로 그것이다. 물리학자들이 우주를 바라보는 방식은 이제 바뀌고 있다. 이미 확고한 물리학의 여러 생각을 서로 엮어 준다는 점에서, 여분 차원은 우주에 대한 여러 분명한 사실을 새롭게 조명하는 흥미로운 창이 될 것이다.

21세기 물리학을 뒤흔들 ‘차원 혁명’이 시작된다!
시간과 공간의 비밀을 벗기는 현대 물리학의 최전선!

<뉴욕 타임스> 선정 ‘올해의 주목할 만한 책’(2005년)
전 세계를 휩쓴 과학 베스트셀러!

2006년 봄, 유럽에서 열린 한 이론 물리학 학회에서 작은 소란이 일었다. 강연을 하기로 한 여성 이론 물리학자가 갑자기 다른 사정이 생겨 학회에 참석할 수 없다고 통보해 온 탓이었다. 학회에 참석하지 않은 그녀는 바로 1999년에 발표한 두 편의 논문으로 일약 세계 물리학계의 스타로 떠오른 리사 랜들(Lisa Randall) 하버드 대학교 물리학과 교수. 그녀는 학회의 다른 물리학자들이 그녀의 학회 불참을 두고 수군거리는 사이 미국 로스앤젤레스에서 세계적인 영화 감독이자 제작자인 스티븐 스필버그와 만나고 있었다. 그녀의 삶과 연구 업적을 바탕으로 영화를 제작하는 계약하는 협상을 하기 위해서. 리사 랜들이 어떤 물리학자이기에, 할리우드의 영화 제작자가 그녀와 만나는 것일까?
1962년에 태어난 리사 랜들은 현재 노벨상에 가장 가까운 과학자로 평가되고 있는 여성 이론 물리학자이다. 1999년에 그녀가 공동 연구자인 라만 선드럼(Raman Sundrum, 현 존스 홉키스 대학교 교수)과 함께 발표한 논문, '작은 여분 차원에서의 거대 질량 계층성 문제(A Large Mass Hierachy from a small extra dimension)'과 '압축화의 대안(An Alternative to Compactification)'은 10년도 안 되는 사이에 각각 3643회, 3333회 인용될 정도로 이론 물리학계에 폭풍을 불러일으켰다. 평균적으로 노벨상을 받은 이론 물리학자의 논문 인용 횟수가 1500∼2000회인 것을 고려한다면, 이미 논문 인용 횟수만으로 노벨상에 접근했다고 할 수 있을 정도이다.
안정적인 정식 교원 자리를 구하지 못하고, 논문 발표 전까지는 특별히 물리학계의 주목을 받지 못하던 리사 랜들과 라만 선드럼의 논문이 물리학계에 충격을 주었던 것은 이들의 이론적 논문이 30년 가까이 이론 물리학계를 괴롭혀 왔던 이론적 난제를 해결하는 동시에, 자신의 이론을 검증할 수 있는 현실적 실험 방법을 제시했기 때문이었다. 리사 랜들과 라만 선드럼의 이론이 옳다면 그들의 이론은 현재 스위스 제네바에서 건설되고 있는 거대한 입자 충돌형 가속기인 ‘대형 강입자 충돌기(LHC)’에서 앞으로 2-3년 내에 검증되어야만 하고, 그렇게 되면 21세기 최초의 물리학 혁명, ‘차원 혁명’이 일어나는 계기가 될 것이다. 그리고 랜들과 선드럼은 노벨상을 받게 될 것이다.

3차원 세계는 5차원 막에 매달린 물방울과도 같다!
상대성 이론, 양자 역학, 초끈 이론을 뛰어넘을 여분 차원 물리학의 세계

우리가 살고 있는 세계, 우리가 알고 있는 모든 것들은 진정한 세계의 꼬리일 뿐이다. -리사 ...

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