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私たちは仕事や学校生活をはじめ、当たり前のように「時間」を基準にして暮らしています。しかし、そもそも時間とはいったい何なのでしょう。この疑問は古くから多くの科学者たちを悩ませてきました。
本書では、「なぜ時間は過去から未来へと流れるのか」「私たちは本当に過去に戻ることができないのか」といった問いを中心に、時間の謎について、現代物理学の視点からアプローチしていきます。
時間の概念がどのような変遷をたどってきたのか、時間の考え方に革命をもたらした、アインシュタインの「相対性理論」とは何か。過去や未来へタイムトラベルはできるのか、そして私たちの日常生活に不可欠な「暦」の歴史や「時計」の精度の進化について、最新の研究成果を交えながら紹介します。
さまざまな角度から時間の正体にせまる１冊、どうぞお楽しみください。

はじめに

第1章　物理学者を悩ませる「時間」
時間とは何なのか
時間は、２５００年来の難問
古代の人々に時を告げた「天体の動き」
「振り子の振動」は天体の運動にかわる新たな基準
宇宙のすべては同じ時をきざむ？
時間の常識をくつがえす「特殊相対性理論」

第2章　時間は伸び縮みする
光の速度はだれが観測しても同じ
飛行機の中は、地上と同じ
速く動くと時間は遅れる
見る立場によって何が「同時」かはことなる
スカイツリーの展望台と地上では、時間の進み方がちがう
ブラックホールの表面では時間が止まる？

第3章　時間の正体とは何か
時間は一方向にしか流れない
時間の矢とは何か
物の散らばり具合が、時間の流れの正体？
時間がたつほど、物は散らばる
散らばりをおさえられるのは「エネルギー」
時間にはじまりと終わりはあるのか
時間は宇宙の誕生ではじまった？
宇宙の誕生初期には虚数時間が流れていた？
宇宙が誕生する前にも宇宙は存在したのか
時間は「コマ送り」かもしれない
結局、時間の正体とは何か

第4章　タイムトラベルはできるのか
物理学の世界で真剣に研究される「タイムトラベル」
未来へのタイムトラベルは日常茶飯事？
ブラックホールを使って未来旅行ができる？
木星からつくるタイムマシン
宇宙船の兄と地球の弟、先に年をとるのはどっち？
「兄は未来の地球にタイムトラベルをしたのか
兄から見ると、弟の時間が遅れる
双子のパラドックスを解く鍵は、兄の加速と減速
宇宙船と地球の時間を、一般相対性理論で考える
過去へのタイムトラベルはできるのか
時間旅行は不可能だと考えたホーキング
「パラレルワールド」があれば過去に行ける？
「ワームホール」で過去へ旅行ができる
つぶれないワームホールはつくれるのか
ワームホールをタイムマシンにする方法
ワームホールは探しだせるのか
「タキオン」が過去への通信を可能にする？
タイムトラベルに利用できる「時空のゆがみ」

第5章　「暦と時計」の科学
地球の１年は「３６５日」ではない
太陰暦と太陽暦
少しずつ短くなる「１年の長さ」
日々変化する「１日の長さ」
うるう秒の調整は、いつ必要なのか
進化しつづける「１秒の定義」
「セシウム原子時計」が、現在の１秒の基準
時空のゆがみは「光格子時計」ではかれる