시간의 방향에 대해

... there remains the question: why do we observe that the thermodynamic and cosmological arrows point in the same direction? Or in other words, why does disorder increase in the same direction of time as that in which the universe expands? …

  One can answer this on the basis of the weak anthropic principle. Conditions in the contracting phase would not be suitable for the existence of intelligent beings … The inflation in the early stages of the universe, which the no boundary proposal predicts, means that the universe must be expanding at very close to the critical rate at which it would just avoid recollapse, and so will not recollapse for a very long time. By then all the stars will have burned out and the protons and neutrons in them will probably have decayed into light particles and radiation. The universe would be in a state of almost complete disorder. There would be no strong thermodynamic arrow of time. … However, a strong thermodynamic arrow is necessary for intelligent life to operate. In order to survive, human beings have to consume food, which is an ordered form of energy, and convert it into heat, which is a disordered form of energy. … This is the explanation of why we observe that the thermodynamic and cosmological arrows of time point in the same direction. It is not that the expansion of the universe causes disorder to increase. Rather, it is that the no boundary condition causes disorder to increase and the conditions to be suitable for intelligent life only in the expanding phase. (pp. 155-156)

... 여기에 문제가 하나 남아 있는데, 그것은 왜 열역학적 시간의 화살과 우주론적 시간의 화살은 같은 방향을 가리킬까 하는 것이다. 혹은 말을 바꿔서 왜 무질서는 우주가 팽창하는 시간의 방향으로 늘어날까 하는 것이다. ...

  우리는 이 물음에 대해서 약한 인간 원리를 바탕으로 해서 대답할 수 있다. 즉 수축 단계의 여러 여건은 ... 지적 존재가 존재하기에 적합하지 않은 것이다라고 말이다. 

  우주의 초기에 일어났던 인플레이션은 무경계 조건이 예언한 바이지만, 그 결과 우주는 수축을 피할 수 있는 경계에 극히 가까운 율로 팽창하고 있어야 하고, 따라서 우주는 앞으로 극히 오랜 동안 수축이 일어나지 않을 것으로 기대된다. 그 무렵에는 모든 별의 땔감이 바닥나고, 별 속의 양성자와 중성자는 보다 가벼운 입자나 복사로 변환될 것이다. 우주는 거의 완전한 무질서 상태에 있을 것이다. 그리고 뚜렷한 열역학적 시간의 화살이 없어질 것이다. ... 그러나 지적 생물이 살아가는 데는 뚜렷한 열학적 시간이 필요하다. 인간은 살아가기 위해서 식량--질서 있는 형태의 에너지--을 소비해서 이것을 열--무질서한 형태의 에너지--로 변환해야 한다. ... 이것이 열역학적 및 우주론적 화살이 둘 다 같은 방향을 가리키는 까닭을 설명해준다. 즉 우주의 팽창이 무질서를 늘어나게 하는 것이 아니다. 무경계 조건이야말로 무질서를 증가시키고, 모든 조건을 지적 생물에 적합하게 만드는 원인이 되는 것이다. (현정준 역, 227~228 페이지)

‘신‘에 대한 호킹의 언급

이제는 전설의 느낌도 조금 드는 '신'에 대한 호킹의 언급. 

  공간과 시간이 경계가 없는 닫힌 곡면을 이룰 수 있다는 아이디어는 또 우주의 문제에서 차지하는 신의 역할에 대해서도 깊은 관련을 가지게 된다. 과학적 이론이 사건들을 설명하는 데 성공함에 따라, 대다수의 사람들은 신이 우주로 하여금 일련의 법칙에 따라 진화하도록 허락하였으며, 우주에 개재(介在)하여 이 법칙을 깨지는 않으리라고 믿게 되었다. 그러나 이 법칙은 우주가 시작했을 때 어떤 상태였는지를 말해주지 않는다--우주의 시계 장치의 태엽을 감고 그 시작의 방식을 선택하는 것은 역시 신에 달려 있는 것이다. 우주에 시작이 있는 한, 우리는 우주의 창조자가 있었다고 상상할 수 있다. 그러나 만약에 우주가 실제로 완전히 자급자족하고 경계나 끝이 없는 것이라면, 우주에는 시초도 끝도 없을 것이다. 우주는 그저 존재할 따름이다. 그렇다면 창조자가 존재할 자리는 어디일까? (212~213 페이지)

일종의 ‘빅히스토리‘ 강연 모음

기원, 궁극의 질문들 ㅣ 렉처 사이언스 KAOS 9
박창범 외 지음, 재단법인 카오스 기획 / 반니 / 2020년 6월

주제와 내용은 전반적으로 좋다. 각 분야의 연구자들이 직접 진행한 강연을 정리했다. 실제 강연을 보지 않아서 어떤 방식으로 정리했는지 모르겠지만, 강연마다 수준과 분량 차이가 좀 있다. 어떤 강연은 약간 수박 겉핥기처럼 읽히고 어떤 강연은 꽤 전문적인 내용까지 언급한다. 매 강연이 끝나고 진행된 패널 토의와 질의 응답까지 포함되어 있다. 총 10개의 강연이 있는데, 앞의 강연 5개는 우주론과 천문학에 관한 내용이다. 여러 연구자들의 강연을 정리한 것이고 한 저자가 일관되게 쓴 것은 아니므로 중복되는 내용들이 있다. 태생적 한계이겠지만 그래도 편집자가 좀 더 역할을 했으면 좋았겠다. 

뒤의 고인류학 관련 부분을 흥미롭게 읽었다. 한 구절:

  여기서 인류라고 부르는 호미닌은 500만 년 전에 시작했고, 호모사피엔스가 속한 호모속은 200만 년 전에 시작합니다. 500만 년 전의 시간을 연구하는 고인류학에서 가장 중요하고도 많이 연구하는 주제가 호미닌의 기원, 호모의 기원, 호모사피엔스의 기원입니다. (282 페이지) 

... 아프리카를 떠난 호미닌은 고생길에 접어들게 됩니다. 플라이스토세 내내 200만 년 동안 겨울이 왔기 때문이죠. 빙하기가 시작됐던 거죠. 차라리 추우면 나아요. 그러면 그 추위를 견뎌내고 살아남을 수 있는 방법을 터득하면 되거든요. 그런데 문제는 간빙기도 있고 빙간기도 있어서, 환경이 변한다는 점입니다. 그리고 그때그때 변하는 환경에 호모속은 적응해서 살아남아야 했습니다.

  이렇듯 200여 만 년을 고생하면서 살다가 현생 인류가 나왔습니다. 호모사피엔스는 3만 년 전 후기 구석기인들을 이야기합니다. 그리고 그때를 창의혁명 시대라고도 해요. 그때부터 창의성이 나타나는 고고학 유물들이 발견되기 시작합니다. (289~290 페이지)

추가로 발견한 오타: 

- "대통일이론에서는 양성자도 결국은 붕괴할 것이라고 예측하는데요. 흔히 양성자의 반감기가 1,030년 이상이 될 거라고 하는데, 인간이 그만큼 오래 살 수 없으니 검증하기가 매우 어렵습니다. 대신 양성자를 1,030개 갖다 놓으면 적어도 1년에 1개는 붕괴하겠죠. 슈퍼-카이오칸데Super Kamiokande라는 실험 장치가 있는데, 거대한 창고에 물을 가득 채워놓아서 중성미자를 측정하는 장치입니다. 물 분자 하나에는 양성자가 2개씩 있으니까 그중에 1년에 1개 정도라도 붕괴한다면 양성자가 정말로 붕괴하는지, 반감기가 어떻게 되는지 추정할 수 있습니다. 그런데 아직 그렇게 발견한 사례가 없습니다. 그래서 양성자는 평균 1,034년 이상은 살 수 있지 않나 추정하고 있습니다. (125 페이지)"

위에서 밑줄 친 1,030, 1,034는 10의 거듭제곱을 나타내는 10^30, 10^34이어야 한다. 

- 141 페이지, 그림 4-1에 "HURRLE UTRA DEEP FIELD"라고 적혀 있다. "HURRLE"은 "HUBBLE"이어야 한다.

해야만 하는 일을 하는 용기

Small Things Like These : Shortlisted for the Booker Prize 2022 (Paperback, Main) - 『이처럼 사소한 것들』원서
Claire Keegan / Faber & Faber / 2022년 11월

주어진 위치에서, 어렵지만 할 수 있고 해야만 하는 일을 하는 이들로 인해 우리 사회는 좀 더 살 만해진다고 생각한다. 그런 일들이 단순한 칭찬이나 아니면 개인의 고난으로 끝날 수도 있고 사회의 변혁을 이끌어 낼 수도 있다. 이러한 양심의 목소리나 행동이 묻히지 않는 사회가 되기를 바란다. 소설은 한 선한 인간의 내면을 잘 그려낸다. 거창하지는 않아도, 나부터, 사소하지만 의미 있는 친절과 배려를 실천할 수 있기를...

  As they carried on along and met more people Furlong did and did not know, he found himself asking was there any point in being alive without helping one another? Was it possible to carry on along through all the years, the decades, through an entire life, without once being brave enough to go against what was there and yet call yourself a Christian, and face yourself in the mirror? (p. 108)

  He thought of Mrs Wilson, of her daily kindnesses, of how she had corrected and encouraged him, of the small things she had said and done and had refused to do and say and what she must have known, the things which, when added up, amounted to a life. Had it not been for her, his mother might very well have wound up in that place. In an earlier time, it could have been his own mother he was saving - if saving was what this could be called. And only God knew what would have happened to him, where he might have ended up. (p. 109)

<시간의 역사> 여러 판본들

전 세계적 베스트셀러였고 호킹의 이름을 널리 알린 <시간의 역사A Brief History of Time>. 내게도 여러 추억이 있는 책이다. 위의 사진은 1988년 국내에 출판된 삼성출판사 간 초판본(12쇄본)이다. 원서 역시 1988년에 초판이 나왔다. 현정준 역의 위 판본은 현재 절판됐다. 

원서로는 웜홀과 시간여행에 관한 장을 추가한 1996년판, 그리고 최신 과학발견을 부록에 추가한 2017년 판이 있다. 국역판으로는 <The Illustrated a Brief History of Time>을 번역한 <그림으로 보는 시간의 역사>가 현재 구입할 수 있는 판본이다. <그림으로 보는 ...>은 삽화가 좀 더 많이 추가됐을 뿐, 본문의 내용은 원서 2017년 판과 동일해 보인다. 다음은 국역판과 그 원서, 그리고 2017년판 원서이다. 

그 외 <청소년을 위한 시간의 역사>, 믈로디노프가 공저자로 되어 있는 <짧고 쉽게 쓴 '시간의 역사'>를 찾아볼 수 있다. 우주론을 처음 접하는 독자라면 이런 책들로 시작하는 것도 나쁘지 않겠다.