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중력과 전자기 통일이론 (양자핵중력이론)

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Author Author 정대식, 박향숙
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물질의 기원
- 중력과 전자기 통일이론-

정 대 식
박 향 숙

- 1 -

물질의 기원

우리가 드디어 통일장 이론을 발견한 것 같습니다 ! 파이팅 해주십시오.

물질의 기원을 펴내며.

‘통일장 이론을 발견하다.’ 라는 글로 시작하는 물질의 기원이란 제목의 글을 요약하면, 우주라는 자연에서 그 크기가 제일 작고, 빠르게 이동하며, 매우 큰 밀도로 충만하게 존재하는 것으로 판단되는 ‘공간의 최소단위의 힘의 물질 또는 그것을 별칭해 부르는 공간의 양자에너지 물질들의 이동하는 물질적 힘’으로부터 주어진다고 보는 물체의 중력발생식   이라는 하나의 이론이, 모든 자연법칙과 자연현상들을 모두 일관성 있게 통일하여 정확하게 설명할 수 있게 된다고 하는 그러한 통일장 이론을 논한 것이라고 할 수 있다.

그와 관련한 내용들이 기술되어 있는 물질의 기원이란 제목의 글은 현재의 물리학에 새로운 패러다임을 제시하는 것으로써, 현재의 물리학이 수학적인 정의에 치중해서 자연을 설명하고 있는 것과 다르게 ‘물질의 기원’은 자연을 수학적으로 정의하는데, 머물지 않고, 한 걸음 더 나아가 그와 같은 자연현상들이 왜 일어나는지에 관한 그 원인과 원천까지를 밝히려한다는 점이 현재의 물리학의 패러다임과 차별된다고 할 수 있다.

따라서, 중력을 수학적으로 정의하고 있는 현재의 중력이론들과 다르게, 중력의 원인과 그 원천까지를 밝히려 한, 일련의 연구과정들을 통하여, 아인슈타인의 최종이론이라고 불리기도 하고, 그의 자신이 그토록 찾으려고 노력했다가 이루지 못한 그러한 ‘중력과 전자기통일이론’이라고 말할만한 양자중력이론을 발견하게 되었는데, 그것 또한 현재 연구가 진행되고 있다고 할 수 있는 그러한 통일장이론과는 패러다임이 다른 것이라고 할 수 있다.

새로운 패러다임으로 기술하고 있는 양자중력이론에서는 중력이 물체의 질량이 끌어당기는 인력이 아니고 우주 공간의 저변에 매우 큰 밀도로 충만하게 존재한다고 보는 ‘공간의 최소단위의 힘의 물질 또는 그것을 가칭해 부르고 있는‘공간의 양자에너지 물질들의 이동하는 물질적 힘 또는 그러한 힘을 전달하는 힘의 물질들’이 물체 속을 통과해 이동하는 과정을 통해 중력을 일으키게 된다고 보고 있다.

그와 같은 사실을 요약한 중력발생식은 과같이 기술할 수있는데, 그것을 설명하면 ‘공간의 최소단위의 힘의 물질들의 이동하는 물질적 힘’으로부터 주어지는 공간의 무중력이 물체주변을 통해 중력으로 되는 원인은 ‘그와 같은 공간의 물질적 힘 또는 그러한 공간의 힘의 물질’들이 특정한 물체 속을 통과하는 과정에 뉴턴의 만유인력법칙의 인력상수 G의 값만큼 ‘전자기현상의 물질’들로 변환되기 때문에 공간의 물질적 힘의 무중력이 물체주변에서는 중력이 된다는 것으로 앞에서 기술하고 있는 중력 발생식은 그와 같은 내용을 담고 있는 식이라고 할 수 있다.

따라서 공간의 무중력 또는 물체주변의 중력을 포함하는 그와 같은 힘의 원인과 원천이라고 할 수 있는 ‘공간의 물질적 힘’이 물체의 질량의 전부라고 할 수 있는 원자핵내부의 핵입자들을 통해 핵력을 일으키고 그와 같은 핵력의 연장이 물체주변에서는 중력이 된다는 내용을 담은 양자핵중력이론을 인도하고 있다.

가정의 양자중력이론 또는 양자핵중력이론 또는 ‘중력과 전자기통일이론’은 다같은 동일한 중력이론을 일컫는 말이라고 할 수 있는데, ‘공간을 통해 이동하는 물질적 힘’에 의해 주어지는 물체의 중력과 핵력은 그들의 원천인 공간의 물질적 힘에 의해 서로 얽혀져 있다는 것을 함축한 말인 핵중력 하나로 통일되어 있다고 보기 때문에, 자연의 네가지 기본된 힘으로 알려진 강력, 약력, 전자기력, 중력 또한 그렇게 따로 존재하지 않고 핵중력 하나로 모두 통일되어 있다는 것이 물질의 기원의 핵심적 내용이다.

현재의 물리학이 자연현상의 수학적인 정의에 치중하고 있는 것과 다르게 자연현상의 근본된 원천과 그 원인을 밝히려고하는 그러한 새로운 패러다임으로 쓰여진 물질의 기원에 관한 내용이 사실로 입증된다면, 물리학의 역사는 다시 쓰여져야 한다고 볼 수 있는데, 물리학 분야에 새로운 패러다임을 제시하고 있는 가정의 양자중력이론은 새로운 타입의 ‘중력과 전자기통일이론’과 관련이 있고, 더 나아가 핵력과 중력이 ‘공간의 물질적 힘’에 의해 서로 얽혀있는 상태의 핵중력으로 존재한다는 사실을, ‘가정의 새로운 패러다임을 통해 제시한 통일장이론이다’ 라고 말할 수 있고, ‘중력과 전자기 통일이다“ 라고도 말할 수 있는 물질의 기원을 쓰게 된 동기는 실로 우연찮은 일로부터 시작되었다.

저자 중의 한사람이 이십대 초반이었으니까! 어언 삼십년을 더 거슬러 올라간 시기의 일이다.

누구나 한번 쯤 아련한 옛 추억이 있을 법한 서울역이었다. 고색이 창연한 모습이 꼭 노신사의 자태와 닮은 서울역에서도, 역사 안의 높고 좁은 창문에서였다.

마침 태양의 눈부신 빛이 좁고 높은 역사의 창문을 통해 세차게 밀려오고 있었다. 그 모습은 어스름하고 적막한 역사 안으로 한사코 들어가기를 거부하는 빛들을 무언가가 강제로 밀어 넣고 있는 것 같았다.

어스름이 짙게 깔린 역사 안으로 강제로 밀어 넣어진 석양 빛들은 그곳을 빨리 벗어나려는 몸짓처럼 넓은 공간을 향해 빠르게 퍼져 나갔다. 그 광경이 너무나 강렬하여 빛의 성질로 보이기보다는 강제된 그 무엇이 있는 것 같았다. 그 순간 저 빛을 실어 나르는 어떤 강제된 힘이 느껴졌다. 저토록 눈부신 많은 빛을 강제하는 힘은 도대체 무엇이란 말인가 하는 그와 같은 의문을 풀기위한 노력이 물질의 기원의 시작이었으니, 어느덧 삼십여년 전의 일이다.

그랬다. 아인슈타인은 빛의 이동속도에 관심을 갖었다면 저자는 빛을 이동시키는 힘에 흠뻑 빠져 있었다. 그러한 결과, 아인슈타인은 상대성이론을 발견하게 된 반면에 저자는 빛을 강제하는 힘으로부터 어떤 유용한 에너지를 발견하기 위해 노력해 왔다.

그러한 일련의 연구과정을 통해 이룩하게 된 물질의 기원이 정확히 옳은 것인지는 실험적 검증을 통해 밝혀져야 하겠지만, 적어도 자연은 그렇게 존재할 가능성이 매우 크다는 사실을, 수 없는 자기 검증을 통해 수없이 확인 할 수 있었고 객관적인 자연현상과 물리학 지식에도 정확히 부합하고 위배되지 않는다는 사실을 여러 번에 거쳐 검증할 수 있었다.

현재의 중력이론들이 발견되는 시기의 역사를 살펴보면 그리스의 아리스토텔레스는 오직 물체와 물리적으로 접촉해야만 힘이 공간을 통해 운동을 만들어 낼 수 있다고 생각했다. 케플러와 데카르트도 그러한 생각을 갖고 있었지만, 그들이 과학적 성과물을 내놓지 못하는 동안에 그와 같은 주장들을 뒤엎고, 뉴턴에 의한 자연철학의 수학적원리가 성공을 한다고 할 수 있다. 그 후로 맥스웰과 동시대의 과학자들은 데카르트의 소용돌이 물질대신에 공간이 에테르 개념의 물질로 가득차 있다는 주장을 하였지만, 그들 역시 제대로 된 이론을 내놓지 못하는 동안에 그와 같은 주장들을 뒤엎고, 아인슈타인의 상대성 이론이 성공을 거둔다고 할 수 있다.

이와 같이 공간이 어떤 물질로 가득 차 있다는 가정의 이론들이 두 번에 걸쳐 크게 실패를 했다고 해도 공간이 진공이냐 물질로 가득 차 있느냐에 관한 명제는 여전히 끝나지 않은 과제임에는 틀림이 없다.

왜냐하면 비교적 최근에 나온 학설에 의하면 “빅뱅의 시기에 공간으로 방출된 막대한 에너지의 현재적 모습이 0.4%가 별과 같은 보통의 물질이고, 3.6%는 성간의 먼지와 기체들이며 23%가 암흑물질이고 그리고 남은 73%가 암흑에너지”라고 하는 그와 같은 학설이 논쟁의 근거가 될 수 있기 때문이다.

우주의 공간이 진공이라는 관점에서 수립한 물리법칙들이 대세를 이루고 있는 것은 분명하지만 그렇다고 그것이 공간이 진공이냐 물질이냐를 확증하는 증거는 아니라고 할 수 있다.

물리학과 관련한 그 어떤 이론보다도 중요한 자연현상의 결정체인 우주공간의 별과 성간물질들이 탄생하기 위한 조건에서 본다면, 공간이 진공이기 보다는 어떤 작은 기본된 물질들로 가득 차 있다는 견해가 더 설득력을 갖는다고 할 수 있다.

위에서 논의한 암흑에너지가 물질의 기원을 통한 양자중력이론에서 말하는 물질적 힘의 원천과 서로 관련하고 있는 것으로 보이는데, 그러한 연관성을 본문에서는 다음과 같이 기술하고 있다.

“양자중력이론에서 주장하는 우주공간에서의 물체의 중력현상은 빅뱅의 초기에 공간으로 방출된 막대한 에너지 물질중의 0.4%가 서로 응축하여 별 같은 보통물질이 되고, 3.6%는 먼지와 기체를 포함한 성간의 물질이고, 23%는 정체를 알 수 없는 암흑물질이며 나머지 73%가 암흑에너지라는 그러한 학설에 근거하는 것은 아니지만, 적어도 그와 같은 빅뱅의 초기에 방출된 막대한 양의 힘과 에너지물질 중의 일부가 서로 응축하여 공간의 별과 성간의 물질이 되어지고 남은 대부분의 에너지는 아직도 우주의 빈 공간에 남아서 매우 빠르게 이동하고 있다고 보고 있는데 그와 같은 ‘공간의 최소단위의 힘의 물질 또는 공간의 양자 에너지물질들의 이동하는 물질적 힘’이 공간의 별과 물체에 대하여 중력을 일으킨다는 사실이 양자중력이론의 핵심적인 이론이 된다..”

비교적 최근의 학설로 제안된 물질론은, 지난날에 물질론이 대두된 두 번의 시기마다 중요한 이론들이 새롭게 발견된 두 번의 사례에서와 같이 장차 중요한 이론이 새롭게 출현할 시기가 되었음을 예고하는 듯하다.


어떤 중요한 새로운 이론을 주창하는데 있어서는 무엇보다도 창의성이 중요하고 어떤 주어진 형식보다는 독창적인 생각을 자유롭게 기술하는 것이 무엇보다도 더 중요하다고 할 수 있다. 실 예로서 만유인력법칙을 기술하며 미적분을 처음 도입한 뉴턴이나 일반상대성 이론을 기술하며 리만의 기하학을 도입한 아인슈타인의 예에서와 같이 기존의 내용과 형식의 틀을 버리지 않고는 새로운 이론과 형식의 틀을 창의적으로 이끌어 내기란 용이한 일이 아니다.

본문을 통해 제안된 물질의 기원을 예로 들면, 뉴턴이 미적분이라는 새로운 내용과 형식을 빌려 기술한 만유인력법칙에서 밝히지 못한 중력의 원인과 그 원천을 밝힌 내용이 라고 할 수 있는데, 중력이 물체의 질량으로부터 나오는 것이 분명하다면 물체의 중력은 그러한 물체의 질량의 전부를 차지하는 원자내부의 핵입자들의 질량으로부터 그와 관련한 힘인 핵력 또는 중력과 핵력이 서로 얽혀있는 상태의 핵중력이 발생한다고 해도 틀리지 않을 것이다.

왜냐하면, 물체의 중력이 물체의 질량에서 나온다고 한다면, 물체가 갖는 질량에서 원자의 질량을 빼고 나면 물체의 질량의 값이 0이 된다는 사실로부터 중력은 물체의 질량의 전부를 차지하고 있는 원자내부의 핵입자들의 질량으로부터 나온다고 말할 수 있기 때문이다.

현재의 물리학은 물체의 질량에서 중력이 나온다고 하면서도 물체의 질량의 전부라고 할 수 있는 원자내부의 핵입자들의 질량으로부터 그와 같은 중력이 나온다는 사실을 찾지 못하고 있거나 아니면 애써 인정하지 않으려고 하거나 둘 중의 하나에 속해 있다고 할 수 있다. 물리학을 연구하는 수많은 물리학자가 그러한 중요한 사실을 발견하지 못하고 있거나 아니면 그러한 중요한 사실을 간과하고 있는 셈이다. 중력이 물체의 질량에서 나온 것이 분명하다면, 물체의 질량의 전부라고 할 수 있는 원자내부의 핵입자들의 질량으로부터 물체의 중력이 나온다는 사실을 의심할 근거는 충분하지 않다고 본다.

중력이 원자내부의 핵입자들의 질량으로부터 발생한다는 사실을 인정했을 때 나오는 해답이 바로 물질의 기원과 관련한 양자중력이론 또는 중력과 전자기통일 이론 또는 양자핵중력이론이라고 말 할 수 있다. 그러므로 물질의 기원이 말하는 물체의 중력은 물체의 원자내부의 핵입자의 질량으로부터 발생한 핵력이 물체의 주변에까지 연장된 힘이 중력이라고 정의하고 있는 셈이다.

다시 말하면 물체의 중력은 핵력과 중력이 동일한 원천과 법칙을 가지고 서로 얽혀있는 자연상태를 함축한 말의 표현인 핵중력으로 구성되어 있다고 볼 수 있으며, 그와 같은 내용을 물질의 기원에서는 양자 중력이론 또는 양자핵력이론 또는 양자핵중력이론으로 설명하고 있다.

핵력과 중력이 서로 얽혀있는 상태의 핵중력이라는 설명은 물체의 중력의 원천으로 ‘공간의 물질적 힘’을 도입했기 때문에 그러한 발견이 가능했다고 할 수 있는데, 그와 같은 가정의 양자중력이론이 물리학의 전 분야를 할 줄로 꿸 수 있는 끈이 될 수 있다는 사실이 발견됨으로써 ‘물질의 기원’이라는 통일장이론을 수립할 수 있게 된다고 할 수 있다.

요약한다면 ‘중력과 전자기통일이론’이라고 표현할 수 있는 양자중력이론에는 원자내부에서 발견되는 핵력 외에 핵자간에 나타나는 척력 또한 전기력에서 주어지는 것이 아니고 물체의 핵중력 속에는 그와 같은 척력이 나타나는 특별한 구간이 존재한다는 사실을 발견하고 있을 뿐만 아니라 핵중력현상과 ‘전자기현상의 물질’은 동일한 원천에 의해 동시적으로 발생하는 자연현상이라는 사실들도 함께 발견하게 됨으로써 그것을 ‘중력과 전자기통일이론’이라고도 명칭하게 되었는데, 그와 같은 양자핵중력이론을 근거로 자연에 존재하는 강력 약력 전자기력 중력이 모두 핵중력 하나로 통일될 수 있다는 예측적 사실을 통해 ‘중력과 전자기통일이론’ 또는 통일장이론이라고도 말할 만한 ‘양자중력이론’을 발견하게 되었는데 그와 같은 중요한 사실을 발표하기 위해 물질의 기원이라는 제목으로 글을 펴내게된 것이다.

아인슈타인이 그토록 찾고자 노력했지만 그 뜻을 이루지 못한 그러한 ‘중력과 전자기통일이론’을 ‘보다 더 확장한 통일장이론이다’라고 할 만한 내용이 기술되어있는 물질의 기원을 읽는다는 것은 우리의 미래와 정신건강을 위해서도 매우 유익하리라고 생각한다. 현재의 물리학과는

목 차
통일장이론의 발견 1. ························· ························· ························· ··· 8
서론 2. ························· ························· ························· ···················· 15
중력의 대칭성과 이중성에 관한 관성의 힘의 법칙 3. ······················· 21
양자중력이론 4. ························· ························· ························· ··········· 27
중력에 관한 가지 힘의 법칙 또는 에너지 법칙 5. 11 ························· · 47
양자중력이론과 원자핵 물리학 6. ························· ························· ····· 58
양자중력이론과 아인슈타인의 일반 상대성 이론 7. ························· ··· 73
양자중력이론과 전자기이론 또는 중력과 전자기통일이론 8. ··········· 77
양자 중력이론과 양자물리학 9. ························· ························· ······ 82
양자중력이론과 관련한 통일장 이론 또는 핵중력이론 10. ·················· 87
양자중력이론에서의 발명 11. ························· ························· ··········· 97
양자중력이론의 예측 12. ························· ························· ·············· 104
양자중력이론과 자연현상 13. ························· ························· ········· 107
양자중력이론의 결론 14. ························· ························· ············· 119
후 기 15. ························· ························· ························· ·········· 128

--- 계속

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