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바탕질 물리학  ····®

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24. 절대공간의 선택과 마이켈슨의 간섭계 실험  

현대물리학의 상대성이론과 양자역학에서는 물질적으로 공허한 상대적 공간모형을 선택하였다. 이러한 공허의 상대적 공간모형이 선택되었던 결정적 이유는, 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광파의 전파매질로 가정한 에테르(Ether)의 존재가 검출되지 않았기 때문이다.

마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬의 변위효과가 검출되지 않는 것은, 우주공간의 공간계가 광학적 매질로 구성되지 않고, 우주공간의 모든 영역이 물질적으로 공허하게 텅 비었다는 것을 의미한다.

공허의 상대적 공간모형에서는 아인슈타인의 상대성이론이 유리한 입장으로 수용되고, 이 상대성이론의 정당성을 논리적으로 증명하기 위해 다시 광속 일정법칙까지 도입되었다. 여기에서 공허의 상대적 공간모형은 현대물리학의 상대성이론과 양자역학이 탄생된 결정적 계기를 제공하였다. 만약 우주공간의 공간계가 에테르와 같은 실체적 요소로 구성되었으면, 당연히 상대성이론과 양자역학의 주장이 정상적으로 성립할 수 없다.

현대물리학이 오늘날까지 발전 진화하는 동안에, 우주공간의 실체적 요소(에테르)를 검출하기 위한 목적으로 수행되었던 실험방법은 오직 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험이 유일하다. 또한 마이켈슨-모올리의 간섭계에서 어떠한 형태의 실험결과가 나타나더라도, 이 간섭계의 실험결과는 우주적 공간모형의 결정과정에서 중요한 단서를 제공할 수 있다.

오늘날의 현대물리학에서는 간섭계의 실험결과를 통하여 진공적 의미의 공허한 공간모형(상대적 공간구조)이 선택되었다. 그러나 마이켈슨-모올리의 간섭계를 포함한 어떠한 종류의 실험이라도, 그 실험결과의 물리적 의미는 실험과정의 환경적 조건이나 논리의 전제조건에 따라서 다양한 해석이 가능하다. 하나의 예로 실험자의 입장에서 아직까지 파악되지 않은 주변의 환경적 조건이 실험결과에 중요한 영향을 행사하였을 경우, 이 실험결과의 물리적 의미는 왜곡적으로 해석될 수 있다.

마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 당시의 지식으로 예상하지 못했던 주변의 환경적 조건(지구의 중력장)이 실험결과의 해석에 중요한 영향을 행사하였을 경우, 그들의 관점으로 선택한 진공의 공간모형은 왜곡의 개연성을 가질 수 있다. 즉 실험결과의 물리적 의미를 올바로 해석되기 위해서는, 그 실험을 수행했던 주변의 환경적 조건이 선행적으로 완벽하게 파악되어야 한다.

그러나 인류의 경험과 지식은 무결점의 완전성을 확보할 수 없고, 간섭계 실험을 수행하였던 주변의 환경적 조건이 선행적으로 완벽하게 파악되는 것은 곤란하다. 또한 간섭계 실험을 수행하였던 주변의 환경적 조건아 완벽하게 파악되지 않으면, 어떠한 방법의 실험이라도 실험결과의 물리적 의미가 왜곡적으로 해석될 수 있다.

실험결과의 모든 해석이 왜곡의 개연성을 가질 경우, 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에 의해 선택된 진공적 의미의 공허한 공간모형도 임시방편의 가설일 뿐이고, 이 진공적 의미의 공간모형을 최후의 완벽한 결론으로 인식하는 것은 곤란하다. 이와 같이 왜곡의 개연성이 내포된 진공적 의미의 공간모형에 대해 현대물리학의 모든 운명을 위탁하는 것은 대단히 불안한 모험이다.

필자의 입장에서는 우주공간의 공간계가 실체적 요소의 바탕질로 가득 채워져 있고, 이 바탕질의 분포조직에 의해 하나의 절대적 좌표계가 설정되는 것을 주장한다. 그러므로 우주공간의 공간계에서 발현된 모든 물리현상의 작용은 우주공간의 절대적 좌표계에 대해 절대적 가치로 표현되어야 한다. 만약 지구의 본체가 우주공간의 공간계에 대해 공전할 경우, 이 지구의 공전운동도 우주공간의 절대적 좌표계에 대해 절대적 가치로 표현되어야 한다.

우주공간의 공간계(절대적 좌표계)에 대한 지구의 공전운동을 직접적으로 검증하기 위한 시도가 바로 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험이었다. 여기에서 마이켈슨-모올리는 자신들의 간섭계가 우주공간의 광학적 매질(에테르)에 대해 지구의 공전속도만큼 투과적으로 관통하는 것을 전제하였다. 그러나 실제적으로 수행된 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서는, 지구의 공전운동으로 예상한 광학적 간섭무늬의 변위효과(광속도의 변화)가 검출되지 않았다.

마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬의 변위효과가 검출되지 않았던 원인은, 실험자의 지식적 정보와 주변의 환경적 조건에 따라 다양한 의미로 해석될 수 있다. 아인슈타인은 간섭계 실험이 실패된 원인을 해결하기 위해, 진공적 의미의 공허한 공간모형과 상대성이론을 주장하였다. 그러나 아인슈타인의 해결책으로 도입한 진공적 의미의 공간모형과 상대성이론은 이미 앞의 다른 항목(3. 특수 상대성이론의 논리적 결함)에서 소개한 내용처럼 논리적 결함을 갖는다.

필자의 입장에서는 간섭계 실험의 실패적 원인을 이해하기 위해, 아인슈타인의 주장과 전혀 다른 해결책을 제시한다. 이러한 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬의 변위효과가 검출되지 않았던 원인을 이해하려면, 이 간섭계 실험이 수행된 주변의 환경적 조건을 명확하게 파악(이해)하는 것이 우선적으로 중요하다.

마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬가 이동되지 않았을 경우, 이 간섭계의 실험기구가 광학적 매질조직(에테르)을 관통하지 않은 것으로 의심할 수 있다. 또한 간섭계의 실험기구가 광학적 매질조직을 관통하지 않는 것은, 이 간섭계의 주변에 광학적 매질조직이 정지상황으로 존재하는 것을 의미한다.

간섭계의 실험기구가 광학적 매질조직에 대해 정지상황으로 존재하는 것을 전제하면, 이 간섭계의 실험결과에서 광학적 간섭무늬의 변위효과(광속도의 변화)가 검출되지 않는 원인을 편리한 논리로 해결할 수 있다. 필자의 주장처럼 간섭계의 주변에 광학적 매질조직이 정지상황으로 존재할 경우, 이 광학적 매질조직의 대상으로 지구의 중력장이 지목될 수 있다.

지구 중력장의 공간계가 광학적 매질기능을 갖고, 광학적 매질기능을 갖는 중력장의 공간계가 지구의 주변에서 정지상황을 유지하는 것으로 가정할 수 있다. 즉 지구의 주변에서는 중력장의 공간계가 형성되고, 지구 중력장의 공간계가 광학적 매질기능을 갖는다.

필자의 주장처럼 지구 중력장의 공간계가 광학적 매질기능을 갖고, 광학적 매질기능을 갖는 지구 중력장의 공간계가 지구의 주변에서 정지상황을 유지하는 것은, 지구 중력장의 광학적 매질조직이 지구의 본체와 함께 동행적으로 공전하는 것을 의미한다. 즉 지구 중력장의 공간계는 우주공간의 공간계에 대해 독립적으로 분리 단절되었다.

광학적 매질기능을 갖는 지구 중력장의 공간계는 지구의 본체와 함께 동행적으로 공전하고, 이 지구의 중력장에서 광학적 매질조직과 간섭계의 관계가 항상 정지상황을 유지한다. 즉 간섭계의 실험기구는 지구 중력장의 공간계(광학적 매질조직)에서 운동하지 않는다. 또한 간섭계의 실험기구가 지구 중력장의 광학적 매질조직에 대해 정지상황을 유지할 경우, 이 정지 간섭계의 입장에서 광파의 전파속도가 항상 본래의 가치로 측정되고, 광학적 간섭무늬의 변위효과가 검출될 수 없다.

지구 중력장의 공간계(광학적 매질조직)는 우주공간의 공간계에 대해 독립적으로 분리된 절대적 좌표계를 갖고, 지구 중력장의 절대적 좌표계는 지구와 함께 동행적으로 공전한다. 그러므로 지구 중력장의 공간계가 우주공간의 공간계에 대해 30 km/sec의 속도로 공전하더라도, 이 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람이 지구 중력장(공간계)의 내부로 전달되지 않는다. 즉 지구 중력장의 공간계에서는 공전운동의 영향을 직접적으로 검출할 수 없다.

마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 매질의 검출이 실패된 원인은, 이 간섭계의 실험기구가 우주공간의 공간계에 대해 지구의 공전속도로 관통하는 것을 전제하였기 때문이다. 즉 마이켈슨-모올리는 지구의 중력장이 우주공간에 대해 독립적으로 분리되었다는 사실을 인식하지 못하고, 독립적 공간계와 좌표계를 갖는 지구의 중력장 내부에서 간섭계 실험을 수행하였다.

마이켈슨-모올리의 간섭계는 광학적 매질의 존재를 검출하기 위한 실험기구로서 완벽한 기능을 가졌다. 그러나 마이켈슨-모올리는 간섭계 실험을 지구의 중력장 내부에서 수행하는 운용상의 오류가 있었다.

지구 중력장의 공간계는 우주공간의 공간계에 대해 독립적으로 분리 단절되었다. 그러므로 지구 중력장의 공간계와 우주공간의 공간계는 일관적 연계성을 갖지 않는다. 즉 지구 중력장의 공간계와 우주공간의 공간계는 독립형태의 좌표계를 개별적으로 갖는다. 이와 같이 지구 중력장의 공간계가 우주공간의 공간계에 대해 독립적으로 분리 단절되었다는 주장은, 간섭계의 실험결과가 결정적으로 증명한다. 

우주공간의 공간계에 대한 지구 중력장의 독립비율은, 지구 중력장의 높이에 따라서 다른 규모로 변화된다. 하나의 예로 지구 중력장의 높이가 올라 갈수록 우주공간의 공간계에 대한 지구 중력장의 독립비율은 감소된다. 즉 지구 중력장의 독립비율은 거리의 자승에 반비례()한다.

지구 중력장의 높이가 올라 갈수록 우주공간의 공간계에 대한 독립비율이 감소되더라도, 지구의 중력에 의한 물체의 낙하운동(중력의 자유낙하)은 변화의 영향을 받지 않는다. 지구 중력장의 공간적  독립비율과 물체의 낙하운동이 상호적 연관성을 갖지 않는 이유는, 필자가 저술한 중력이란 무엇인가(2001, 도서출판 전광, 서울)에서 자세히 설명되었다.

지구의 중력장은 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절된 공간계(좌표계)를 갖고, 지구 중력장의 공간계는 광학적 매질조직으로 구성된다. 이러한 지구 중력장의 공간계에서 광학적 매질의 존재를 검증하려면, 지구 중력장의 공간계(광학적 매질조직)에 대해 마이켈슨-모올리의 간섭계가 운동되는 조건을 제공하고, 이 운동 간섭계에서 광파의 간섭무늬가 변위되는지의 여부를 확인해야 된다.

마이켈슨-모올리의 간섭계가 지구 중력장의 공간계(광학적 매질조직)에 대해 운동할 경우, 이 운동 간섭계에서 광파의 간섭무늬가 반드시 변위되고, 이러한 간섭무늬의 변위효과를 통하여 광학적 매질의 존재가 확인될 수 있다.

그러나 지구 중력장의 공간계(광학적 매질조직)에 대해 마이켈슨-모올리의 간섭계가 정지상황을 유지하면, 이 정지 간섭계의 입장에서 광학적 간섭무늬의 변위효과를 검출할 수 없다. 이러한 의미의 관점에서 광학적 간섭무늬의 변위효과가 검출되지 않은 간섭계의 실험결과는, 지구 중력장의 공간계가 우주공간의 공간계에 대해 독립적으로 분리 단절되고, 지구 중력장의 공간계가 광학적 매질조직으로 구성되었다는 필자의 주장을 실천적으로 증명하는 것이다. 


 

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