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3-3. 상대적 좌표계의 부정과 폐기

아인슈타인의 특수 상대성이론에서는 관성계와 좌표계의 의미를 왜곡적으로 정의하고, 왜곡적으로 정의된 관성계와 좌표계의 의미를 그동안 변칙적으로 활용하였다. 하나의 예로 특수 상대성이론에서는 운동 기차의 관성계가 독립적 좌표계를 갖는 것으로 인식하고, 운동 기차의 독립적 좌표계를 활용하여 관측자 중심의 상대론적 로렌츠인수 를 유도하였다.

필자의 입장에서는 관성계와 좌표계의 용어를 새로운 의미로 정의한다. 여기에서 새로운 의미의 관성계와 좌표계는 상황의 조건에 의해 동일한 위상으로 일치될 수도 있고, 각각 다른 위상으로 분리될 수도 있다. 하나의 예로 정지 기차의 관성계와 우주공간의 좌표계는 동일한 위상으로 일치되고, 운동 기차의 관성계와 우주공간의 좌표계는 각각 다른 위상으로 분리된다.

운동 기차의 관성계와 좌표계가 각각 다른 위상을 갖는 이유는, 운동 기차의 외부에 이미 우주공간의 좌표계가 설정되었고, 운동 기차의 관성계가 우주공간의 좌표계를 투과적으로 관통하기 때문이다. 이와 같이 운동 기차의 관성계가 우주공간의 좌표계를 투과적으로 관통할 경우, 이 운동 기차의 관성계는 고유의 좌표계를 독자적으로 가질 수 없다.

운동 기차의 관성계가 외부의 다른 좌표계를 투과적으로 관통하는 것은, 운동 기차의 외부에 이미 우주공간(지구의 중력장)의 좌표계가 독립적으로 설정되어 있다는 것을 의미한다. 또한 운동 기차의 관성계가 기차 외부의 좌표계를 투과적으로 관통할 경우, 이 운동 기차의 관성계와 기차 외부의 좌표계는 동일한 위상을 가질 수 없다. 즉 운동 기차의 관성계와 우주공간(지구의 중력장)의 좌표계는 독립적으로 분리된 위상을 갖는다.

지구 중력장의 좌표계에서 기차가 정지상황을 유지할 경우, 이 정지 기차의 관성계와 지구 중력장의 좌표계는 동일한 위상으로 일치된다. 그러므로 정지 기차의 관성계에 대해 독립적 좌표계를 임시방편으로 설정하는 것이 가능하다. 이러한 조건의 상황에서는 정지 기차의 관성계가 독립적 좌표계를 갖는 것으로 오해될 수 있다.

우주공간이나 지구의 중력장은 고유의 공간계를 독자적으로 갖는다. 또한 우주공간이나 지구 중력장의 공간계에 대해 독립적 좌표계가 개별적으로 설정될 수 있다. 그러므로 우주공간이나 지구의 중력장에서 운동하는 기차의 속도는, 반드시 우주공간이나 지구 중력장의 좌표계에 대해 절대적 가치로 표현되어야 한다.

기차의 운동속도가 우주공간이나 지구 중력장의 좌표계로 표현되는 이유는, 운동 기차가 우주공간이나 지구 중력장의 좌표계를 투과적으로 관통하기 때문이다. 즉 운동 기차의 외부에는 이미 우주공간(지구 중력장)의 공간계가 선행적으로 설정되었다. 이와 같이 기차의 운동속도가 우주공간의 좌표계로 표현되는 것은, 이 우주공간의 좌표계에 대해 운동 기차의 관성계가 투과적으로 관통하는 것을 의미한다.

운동 기차의 외부에 이미 다른 좌표계가 설정되었을 경우, 이 다른 좌표계가 설정된 영역은 우주공간이나 지구의 중력장을 의미한다. 즉 운동 기차의 외부에는 지구의 중력장이 분포되고, 지구의 중력장이 고유의 공간계와 좌표계를 독자적으로 갖는다.

지구의 중력장은 고유의 공간계와 좌표계를 독립적으로 갖고, 이 지구 중력장의 공간계와 좌표계를 운동 기차의 관성계가 투과적으로 관통한다. 또한 고유의 공간계와 좌표계를 독립적으로 갖는 지구의 중력장은 지구와 함께 동행적으로 공전한다. 그러므로 지구 중력장의 공간계(좌표계)는 지구의 지면에 대해 항상 정지상황을 유지한다.

지구 중력장의 외부에는 지구의 중력장이 분포되고, 이 지구의 중력장이 고유의 공간계와 좌표계를 독립적으로 갖는다. 이러한 논리는 우주공간과 지구의 중력장이 독립적으로 분리 단절되고, 독립적으로 분리된 우주공간과 지구의 중력장에 대해 고유의 좌표계가 개별적으로 설정되는 것을 의미한다.

지구의 중력장이 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절되고, 지구의 중력장이 고유의 공간계와 좌표계를 독립적으로 가질 경우, 우주공간의 상대적 영향은 지구의 중력장 내부까지 전달될 수 없다. 하나의 예로 공간계와 좌표계를 갖는 지구의 중력장이 우주공간에서 30 Km/sec의 속도로 공전하더라도, 이 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람(에테르의 상대적 흐름)이 지구 중력장의 내부까지 전달되지 않는다.

공간계와 좌표계를 독립적으로 갖는 지구의 중력장 내부에서 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험을 수행할 경우, 이 간섭계의 실험에서는 광학적 간섭무늬가 이동되지 않고, 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람이 검출되지 않는다. 이와 같이 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람이 지구 중력장의 내부까지 전달되지 않는 것은, 지구 중력장의 조직체제(공간계)가 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절되고, 지구의 중력장에 공간계와 좌표계가 독립적으로 설정되었다는 것을 의미한다.

지구의 중력장이 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절되었다는 논리를 전제하면, 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광파의 간섭무늬가 이동되지 않는 원인을 편리하게 이해할 수 있다. 즉 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬가 이동되지 않는 원인은, 이 간섭계가 지구 중력장의 공간계(좌표계)에 대해 운동하지 않고, 지구 중력장의 공간계(좌표계)를 투과적으로 관통하지 않았기 때문이다.

마이켈슨-모올리의 간섭계가 지구의 지표면에서 운동하지 않을 경우, 이 간섭계의 기구로 측정한 광파의 전파속도는 항상 변화되지 않고, 간섭계의 광학적 간섭무늬가 이동되지 않는다. 이러한 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험은 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람(에테르의 상대적 흐름)이 지구 중력장의 내부까지 전달되지 않는다는 필자의 주장을 실천적으로 증명한다.

지구의 중력장은 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절된 고유의 공간계와 좌표계를 독립적으로 갖고, 공간계와 좌표계를 독립적으로 갖는 지구의 중력장은 지구와 함께 동행적으로 공전한다. 여기에서 지구 중력장의 좌표계와 우주공간의 좌표계는 분명한 하나의 경계선으로 분리되지 않는다. 즉 지구 중력장과 우주공간의 분리적 독립비율은 지구 중력장의 높이에 반비례한다. 그러므로 분리중력장의 높이가 올라갈수록 우주공간에 대한 지구 중력장의 독립비율은 반비례로 감소된다.

지구의 중력장은 독립적 좌표계(공간계)를 가졌으나, 지구의 중력장 내부에서 운동하는 기차의 관성계는 독립적 좌표계를 가질 수 없다. 운동 기차의 관성계가 독립적 좌표계를 갖지 않는 원인은, 이 운동 기차의 관성계가 지구 중력장의 좌표계(공간계)를 투과적으로 관통하기 때문이다.

우주공간에서 공전하는 지구 중력장의 조직체제(공간계)와, 지구의 중력장 내부에서 운동하는 기차의 관성계는 전혀 다른 조건의 환경을 갖는다. 하나의 예로 지구의 중력장은 독립적 공간계와 좌표계를 갖고, 독립적 공간계와 좌표계를 갖는 지구의 중력장은 공전운동에 의한 상대적 공간바람의 영향을 받지 않는다.

지구의 중력장이 독립적 공간계와 좌표계를 갖는 원인은, 지구 주변의 우주공간이 중력의 강한 통제적 지배를 받고, 이 중력의 강한 통제적 영향에 의해 고유의 조직체제(공간계)가 형성되기 때문이다. 지구의 중력장이 독립적 공간계와 좌표계를 갖는 과정의 작용원리는, 다음의 다른 항목(29. 중력장의 독립성과 지구의 공전운동)에서 구체적으로 설명하겠다.

지구의 중력이 작용하는 지구 주변의 우주공간은 광속도의 강한 탄성력으로 반응되고, 광속도의 강한 탄성력으로 반응되는 지구 주변의 우주공간은 고유의 조직체제(공간계)를 형성한다. 이와 같이 지구 주변의 우주공간에서 광속도의 강한 탄성력으로 반응되는 조직체제(공간계)가 지구의 중력장을 의미하고, 지구의 중력장은 외부적 간섭의 영향을 받지 않는다.

그러나 지구의 중력장 내부에서 운동하는 기차의 관성계는 독립적 공간계와 좌표계를 갖지 않고, 이 운동 기차의 관성계는 지구 중력장의 공간계와 좌표계를 투과적으로 관통한다. 만약 아인슈타인의 입장에서 지구 중력장의 조직체제(공간계)와 운동 기차의 관성계가 갖는 물리적 상황의 차이를 분명하게 인식할 수 있었다면, 특수 상대성이론을 주장하지 않았을 것이다.

아인슈타인은 좌표변환식의 로렌츠인수 를 유도하기 위하여, 두 좌표계 S와 S'의 상대적 변위효과(S→S')를 종이의 지면에서 취급하였다. 이와 같이 종이의 지면에서 두 좌표계의 상대적 변위효과를 취급하는 것은, 변위상황의 두 좌표계 S와 S'보다 더욱 근원적으로 존재하는 하나의 절대적 좌표계를 인정하는 것이다.

변위상황의 두 좌표계 S와 S'보다 더욱 근원적으로 존재하는 하나의 절대적 좌표계는 바로 종이의 지면을 의미하고, 종이의 지면이 절대적 좌표계를 갖는다. 즉 두 좌표계 S와 S'의 상대적 변위효과가 종이의 절대적 좌표계로 표현되었다.

로렌츠인수 의 유도과정에서 하나의 절대적 기준계를 인정하지 않을 경우, 좌표계 X의 변위과정을 합산구조의 형태로 표현한 X'=X-V의 관계식이 도출될 수 없다. 즉 로렌츠인수 의 기반을 구성한 X'=X-V의 관계식은 하나의 절대적 좌표계에서 성립되었다.

질점의 운동 관측자가 독립적 좌표계를 갖지 않을 경우, 이 운동 관측자의 배경에는 오직 하나의 절대적 좌표계가 설정되어야 한다. 또한 상대적으로 변위되는 두 좌표계 S와 S'의 상호적 관계는 종이의 절대적 좌표계로 표현된다. 이러한 종이의 역할을 고려할 경우, 상대적으로 변위되는 두 좌표계 S와 S'의 배경은 하나의 절대적 좌표계를 가져야 한다.

운동 기차(관측자)의 배경이나 종이의 지면에는 오작 하나의 절대적 좌표계가 설정된다. 또한 우주공간이나 지구의 중력장도 하나의 절대적 좌표계를 갖는다. 이와 같이 우주공간이나 지구의 중력장이 하나의 절대적 좌표계를 갖는 것은, 특수 상대성이론의 폐기를 의미한다.

상대적 좌표계를 적용한 특수 상대성이론에서는 모든 논리의 주장이 사변적 논리로 진화되었고, 이 사변적 논리의 상대성이론은 그동안의 진화과정에서 다른 형태로 변질되었다. 즉 상대적 좌표계의 적용으로 완성한 상대성이론은 하나의 절대적 좌표계로 성립된 의미를 갖는다.

상대적 좌표계의 적용으로 완성한 상대성이론이 하나의 절대적 좌표계로 성립된 의미를 갖는 원인은, 이 상대성이론이 비정상의 논리로 유도되었기 때문이다. 그러므로 자가당착의 논리적 모순을 갖는 상대성이론은 폐기되어야 한다.

특수 상대성이론을 유도하기 위한 최초의 전제조건에서는, 물리현상의 변위량이 상대적 가치로 표현되는 상대론적 좌표개념을 도입하였다. 그러나 특수 상대성이론의 진화로 출현한 일반 상대성이론에서는 시공구조의 절대적 좌표계가 사용되었다. 이와 같이 시공구조의 절대적 좌표계가 사용된 일반 상대성이론의 입장에서는, 상대적 좌표계의 존재를 인정하지 않는다.

일반 상대성이론의 성립과정에서 시공구조의 절대적 좌표계가 사용된 이유는, 4 차원의 시공적 굴곡구조가 본래의 위상을 정형적으로 유지하고, 이 4 차원의 정형적 시공구조가 절대적 좌표계를 의미하기 때문이다.

특수 상대성이론의 상대적 좌표계와 일반 상대성이론의 절대적 좌표계는 대립적으로 상충되는 구조를 갖는다. 즉 특수 상대성이론에서 적용한 상대적 좌표계와 일반 상대성이론에서 적용한 절대적 좌표계는 동시적으로 양립될 수 없다. 그러므로 특수 상대성이론의 상대적 좌표계와 일반 상대성이론의 절대적 좌표계에 대한 타당성 여부는 앞으로 다시 점검되어야 한다.

그러나 강단의 물리학자들은 현대물리학의 상대성이론이 다양한 논리의 토론과정과 엄격한 실험적 확인과정을 통하여 완벽하게 검증된 것으로 확신하고, 이 상대성이론에 대한 재검토의 필요성을 인정하지 않는다. 필자의 입장에서는 특수 상대성이론과 일반 상대성이론의 비합리적 주장을 동시적으로 폐기하고, 이들의 새로운 대안으로 [절대성이론]을 제시한다.

상대성이론의 비정상적 주장은 강단 물리학자들에 의해 너무 성급하게 선택되었다, 강단 물리학자들의 고정관념이 상대성이론의 비정상적 주장에서 표출되는 논리적 결함을 무시하고 간과한 것은 결정적 실수였다. 상대성이론의 비정상적 주장에서는 아직도 근원적으로 해결될 수 없는 원초적 난제가 고스란히 남아 있다. 이와 같이 상대성이론의 비정상적 주장이 근원적으로 해결될 수 없다는 것은, 이 상대성이론의 주장에 대한 혁신적 대안이 필요하다는 것을 의미한다.

현대물리학의 상대성이론을 유도했던 최초의 전제적 조건은 비정상적 논리로 구성되었고, 이 상대성이론의 당위성을 옹호했던 그동안의 모든 주장들도 논리적 결함을 갖는다. 이러한 상대성이론의 총체적 부실은 해결의 전망이 보이지 않는다. 즉 상대성이론의 전개과정에서 표출된 비정상적 주장은 상대성이론의 관점으로 해결할 수 없다.

현대물리학의 상대성이론이 비정상적 논리로 구성되고 원초적 난제를 가졌을 경우, 이 상대성이론의 부분적 유효성에 대한 아쉬움의 미련을 과감히 포기하고, 비정상의 상대성이론을 대체하기 위한 새로운 패러다임의 해결방법이 모색되어야 한다.


 

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