나의 시간은 너의 시간과 같지 않다 : 김찬주 교수의 고독한 물리학

목차 (Table of Contents)

• 머리말: 과학으로 세상을 이해한다는 것 7

  들어가는 말: 특수상대론의 특별함 17

   

  Ⅰ. 특수상대론을 만나기 위한 짧은 준비

  1강. 바람맞은 약속, 그리고 시간과 공간 25

  2강. 일상에서 속도 더하기: 1차원 31

  3강. 일상에서 속도 더하기: 2차원 37

  [토론] 달리는 차에서 밖으로 던진 쓰레기의 행방 44/ 열린 공간과 닫힌 공간은 다르다? 46

   

  Ⅱ. 빛의 속도와 관성계

  4강. 빛의 속도, 그 심오함에 관하여 51

  5강. 상식적 시간과 공간의 붕괴 60

  6강. 누가 정지해 있고 누가 움직이는가 68

  7강. 관성계와 특수상대론의 두 가지 가정 77

  [토론] 빛의 속도는 왜 특별한가 86/ 일반상대론에서도 빛의 속도는 항상 c인가 87/ 상대론적 속도의 덧셈 88

   

  Ⅲ. 시간

  8강. 너의 시간과 나의 시간은 다르다 93

  9강. 광속 불변이면 절대적 동시는 없다 101

  10강. 시계와 자, 그리고 좌표계 109

  11강. 빛으로 시간을 재는 법 117

  12강. 시간 팽창, 그 필연적 이유 124

  13강. 시간 팽창 공식 130

  14강. 움직이면 진짜 시간이 느리게 흐른다 136

  15강. 시간은 얼마나 느려질 수 있는가 143

  16강. 시간 팽창 효과의 검증: 뮤온 붕괴 150

  17강. 서쪽으로 간 비행기의 시간이 빨라진 까닭은 156

  18강. 지구 자전 및 중력과 시간의 흐름 161

  19강. GPS의 원리와 광속 불변 168

  20강. GPS와 시간 팽창 176

  [토론] 빛시계의 길이 변화 183/ 빛시계를 눕혀서 사용할 수는 없는가 183/ 사고 실험과 물리적 통찰 184

   

  Ⅳ. 시간 여행

  21강. 쌍둥이 역설: 서기 3000년의 어느 날 189

  22강. 미래로 시간 여행을 하는 방법 197

  23강. 시간 여행의 실제 202

  24강. 과거로의 시간 여행은 가능한가 208

  25강. 시간 여행의 물리학 215

  [토론] 쌍둥이 역설 비틀어보기 222/ 공간이 무한히 긴 직선이 아닐 때의 쌍둥이 역설 223/ 과거로의 시간 여행이 불가능하다는 결론은 얼마나 믿을 수 있는가 224

   

  Ⅴ. 시공간

  26강. 움직이면 길이가 줄어든다 229

  27강. 특수상대론적 ‘오징어 게임’ 235

  28강. 특수상대론의 종합 효과 242

  29강. [퀴즈] 두 기차역과 기차의 특수상대론 250

  30강. [퀴즈의 답] 두 기차역과 기차의 특수상대론 257

  31강. 시간과 공간에서 4차원 시공간으로 265

  32강. 시공간 그림을 그리자 272

  33강. 빛의 세계선과 시공간 그림 279

  34강. 시공간 그림 그리는 법 287

  35강. 시공간, 물리학자처럼 이해하기 294

  36강. 과거, 현재, 미래, 그리고 ‘딴곳’ 303

  37강. 초광속이면 타임머신이 되는 이유 312

  [토론] 시공간 그림과 로런츠 변환 320/ 두 기차역과 시계 문제를 시공간 그림으로 그려 보기 321

   

  Ⅵ. E=mc  

  38강. 운동량 보존법칙 327

  39강. 새로운 운동량을 찾아서 338

  40강. 상대론적 운동량 346

  41강. 정지질량의 합은 보존되지 않는다 351

  42강. 왜 E=mc²인가 356

  43강. E=mc²의 의미 363

  44강. 질량·에너지 동등성 370

  45강. E=mc²과 핵폭탄 379

  46강. E=mc²과 반물질 390

  47강. 특수상대론을 넘어 399

  [토론] 보존법칙은 늘 성립할까?_뇌터의 정리 404/ 빛의 에너지와 운동량, 그리고 양자역학 405/ 특수상대론의 응용 407

   

  맺음말: 놀이동산에서 나오며 412

   

  〔부록〕 로런츠 변환 유도 415/ 상대론적 속도의 덧셈 공식 유도 418/ 반물질의 존재 419