안녕하세요?
서울 지하철공사에서 기관사로 근무하는 백진태입니다.
관리자님께서 아무 말씀도 안 하시니 제가 실례를 범한 것 같습니다.
사과드립니다.
이번 글로서 인사를 드리고 떠나야 할 것 같습니다.
유니텔의 제 홈페이지가
유이텔웨피의 지원 중단으로 다른 곳을 찾아야 할 것 같습니다.
그래서 임시 거처로,
http://cafe40.daum.net/tjkk
만 사용하게 되었습니다.
이곳에서 질문 드렸던 내용을 게시판에 간단히 정리해 놓았습니다.
앞으로도 요점을 정리해 나갈 것입니다.
상대성이론의 오류를 알게 되면 그 후에 나오는 것 즉, 얻어지는 것이 있습니다.
하나는 "신호를 이용한 정확한 관측법" 이고,
다른 하나는 "계 내의 운동체가 계에 미치는 영향" 이라는 새로운 물리 분야입니다.
위의 두 가지 내용에 대한 개요를 간단히 말씀드리자면,
"신호를 이용한 정확한 관측법"
천문학 분야 같은 곳에서 흔히 쓰이는 속도 측정 방법을 보면,
광원의 운동에 의한 파장의 변화를 이용하는 것을 봅니다.
이것은 진동수와 관계가 되고, 또한 주기(진동수와 역수 관계) 와 관련이 있습니다.
이것이 도플러효과를 이용한 방법인데,
도플러효과가 생기는 원인이 신호원과 관측자 사이에,
사상의 발생 처음과 끝의 거리차에서 나오는 신호의 전달 소요 시간에 의합니다.
즉, 신호(빛, 음파 등)의 전달 거리차를 없애는 것이 정확한 관측 방법이 됩니다.
"계 내의 운동체가 계에 미치는 영향"
이 부분은 요즈음 흔히 흥미를 야기시키는 UFO 와 같은 비행체의 운동 방법을
풀 수 있는 실마리를 제공할 것 같기도 합니다.
여기서 중요한 것은, "계"의 개념을 알고 있어야 한다는 것인데,
"질량 숨음 효과"가 있다는 것과,
"외력에 의하지 않고 질량 중심의 이동이 가능하다"는 것이 중요 내용입니다.
[신호를 이용한 정확한 관측법]
정지한 관측자에 대하여,
직선상의 거리 L인 A점에서 B점으로 운동하는 운동체가,
A점에서 시각 t1'에, B점에서 시각 t2'에 신호를 발생시키면,
운동체의 운동시간 t'은 t'=t2'-t1'이며,
운동체의 속도는 v=L/t' 이 됩니다.
관측자는 운동체가 발생시킨 신호를 관측하여 속도를 측정하게 됩니다.
<1>. 관측자가 A점과 B점의 수직2등분선 상에 있을 경우.
이렇게 위치를 잡으면,
A점에서 관측자까지의 거리가 x1,
B점에서 관측자까지의 거리가 x2
이므로, x1=x2 가 됩니다.
그래서 A점에서 발생된 신호를 관측한 시각 t1은 t1=t1'+x1/c,
B점에서 발생된 신호를 관측한 시각 t2는 t2=t2'+x2/c
가 되므로, 운동체가 거리 L을 통과한 것으로 관측한 시간은
t=t2-t1=(t2'-t1')+(x2'-x1')/c =t'
로서 '운동체의 시간을 정확히 관측' 합니다.
<2>. 관측자가 A점과 B점의 양방향에 위치한 경우.
A점의 관측자: t1'에 발생된 신호를 관측한 시각 t1(A)은 t1(A)=t1'
t2'에 발생된 신호를 관측한 시각 t2(A)는 t2(A)=t2'+L/c
가 되어, 관측된 시간 t(A)는
t(A)=t2-t1=t'+L/c {=t'(1+v/c)}
B점의 관측자: t1'에 발생된 신호를 관측한 시각 t1(B)는 t1(B)=t1'+L/c
t2'에 발생된 신호를 관측한 시각 t2(B)는 t2(B)=t2'
가 되어, 관측된 시간 t(B)는
t(B)=t2-t1=t'-L/c {=t'(1-v/c)}
이러한 A점의 관측값과, B점의 관측값을 더하면,
t(A)+t(B)=2t'
2배의 값이 나오므로, 산술평균을 하면,
{t(A)+t(B)}/2 = t'
로서, 운동체의 정확한 운동 시간이 나옵니다.
Ives-Stilwell의 실험 장치는 이러한 용도로 쓰였어야 하는데,
2관측치이므로 산술평균을 내야하는 과정을 생각 못하고,
상대론적 도플러효과의 증명인 것처럼 오용되고 있는 것입니다.
불행하게도 "신호를 이용한 정확한 관측방법"은 이 2가지 방법밖에 없습니다.
여기서 특히 주의해야 할 것은,
운동체의 속도가, 신호인 빛이나 음파의 속도보다 큰 경우에는,
<1>의 방법은 어떤 속도라도 정확한 관측이 되지만,
<2>의 경우에는 약간의 문제가 있습니다.
<2>에서의 문제.
B점의 관측자에게, 신호보다 빠른 운동체가 접근하는 경우가 문제입니다.
책에 의하면,
"vo나 vs가 v보다 커지면 도플러공식은 아무 뜻도 없게 된다"
[대학물리학. 인하대학교출판부. 1978. p.328]
라고 하여, 음파의 경우 '충격파'로 치부되어 더 이상의 연구가 없습니다.
그러나 이러한 예에 대해서, 생각은 할 수 있습니다.
잔잔한 호수에서의 "물수재비"의 경우가 있고,
먼 곳에서 초음속을 갖는 비행기에서 나온 음파가 그렇고,
체렌코프복사에서,
"대단히 많은 입자에 의하여 체렌코프복사가 형성될 때에는
청백색의 빛을 볼 수 있다."
[현대물리학. 윤세원외 5명역. 탐구당. 1974. p.30]
에서 보듯이, 운동체가 신호의 속도보다 빠르다고 하여,
운동체가 발생시킨 파동 자체가 없어지는 것은 아니며,
오히려 이러한 파동으로 운동체의 속도를 측정해야 하는 것입니다.
이럴 경우 위의 B점의 관측값에는, (-) 값을 넣어야 하는데,
이것은 진동수라는 숫자에 (-)가 있을 수 없다든지,
주기로 계산했을 때는, 시간이 거꾸로 흐른다든지의 의미가 아니라,
"운동체가 발생시킨 신호의 순서를, 관측자는 역순으로 관측한다"
는, <순서의 의미>가 됩니다.
그러면, 고속입자와 같이,
"정지"했을 때의 고유파장과 같은 특성을 결정지을 수 없을 때에는,
어느 시점에서 (-)를 넣어야 할 것인가? 라는 문제가 남습니다.
이것을 해결할 유일한 방법은,
가속전압을 변화시켜 갈 때에,
B점의 관측 파장이 점차 짧아지다가,
어느 시점에서 다시 길어진다고 할 때에,
그 시점부터 적용시키는 방법뿐입니다.
아마도 상대론에서 질량의 증가로 인하여,
속도가 느려졌다는 생각을 하는 부분이기도 하겠지요.
위의 방법이 아닌, 에너지의 계산등으로 한다면,
상대론의 문제점을 모르는 한,
"질량증가" 라는 결론이 나올 수밖에 없습니다.
위의 이야기는 도플러효과를 이용한 것입니다만,
현실에서 이러한 방법을 찾거나 생각해 본 일이 없을 것으로 압니다.
관측법의 부재지요.
그렇다면, 응용을 하는 방법뿐인데,
그것은 두 가지로 대별됩니다.
운동체가 정지했을 때도 신호를 발생시키는 경우와,
운동체의 운동으로 말미암아 제3의 장소에서 신호가 발생되는 경우입니다.
후자는 수면파와 같은 예가 되기도 하며,
어느 것인지 확실히 모를 때에는, 후자를 택할 수도 있습니다.
<응용방법1>
체렌코프 복사를 이용하는 경우입니다.
'매질 내에서 가속입자의 속도가, 그 매질의 광속보다 빠른 경우에
선수파가 생기는 비슷한 과정으로 원뿔 모양의 광파가 생기고,
광파의 포락면은 입자를 정점으로 하고 원뿔 모양을 이루는데,
이 원뿔의 반정각 '쎄타'는
sin쎄타=(c/n)t/vt (여기서 n은 굴절율)
=c/nv
의 관계가 있습니다.'
**이때 입자의 운동 경로에 대해 (c/n)t 인 값에 n 배를 해 준
포락면의 반정각이 90도를 넘지 않게 되면,
진공 중의 광속보다 빠른 입자인 것입니다.
이것은 결국 매질 내에서의 광속을,
굴절율을 고려하여 진공중의 광속으로 환산한 결과가
반정각 sin쎄타를 넘는가 아닌가?를 따지는 것입니다.
(체렌코프복사도 약간의 문제가 있다고 생각됩니다만,
혹시 이에 대한 사진이나 이러한 방법을 응용한 경우가 있는지는,
확인해 볼 필요가 있습니다.)
<응용방법2-1>
이것은 스스로 신호를 발생하는 경우입니다.
천문학쪽에서 답이 나올 것 같은 경우지요.
오로지 지구에서 먼 항성을 잇는 직선에 대해서 비스듬히 접근하는
무엇이 있을 경우에만 관측 가능한 것입니다.
이러한 예는 아마도 퀘이서에서 볼 수 있을 것 같습니다.
***퀘이서에서 제트를 발생시킬 때 나온 제트의 사진에서,
***원래의 제트 이외에 그 뒤로 그보다 더 큰 제트의 모습이
***사진에 나오는 경우입니다.
*** 즉, 2개로 보이는 경우입니다.
이것의 정확한 사진을 구할 수 있다면,
제트의 영상과 그 뒤의 영상을 바탕으로,
간단한 기하학적 작도를 하면, 광속보다 빠른 것인지의 판단이 가능합니다.
"초광속 팽창이 최초로 발견된 것은 3C273을 관측하다가 얻은 우연한 부산물이었다.
1970년 10월 메사추세츠공과대학(MIT)의 전파천문학자 어윈 I. 샤피로(Irwiin I. Shapiro)
는 퀘이서의 전파가 태양의 중력장에 의해 어떻게 왜곡되는지를 측정하기 위해 또 다른
퀘이서 3C279를 관측했다."
라는 위 내용의 정확한 사진만 구할 수 있다면....
<응용방법2-2>
위의 B점의 관측자인 경우의 관측입니다.
***먼 항성의 운동 중, 광속보다 빠르게 직선적으로 지구에 접근하는
***"무엇"이 있을 경우에,
***지구에서 시차를 두고 관측하게 되면,
***지구에서 처음에 관측한 것은, "무엇"에서는 나중에 발생시킨 빛이고,
***지구에서 나중에 관측한 것은, "무엇"에서는 처음에 발생시킨 빛으로 즉,
***멀어지는 것처럼 보이게 되지요.
이러한 문제는,
"파장이 길어진다고 해서 "반드시" 멀어지는 것인가?"
라는 의문을 제기하게 됩니다.
이제까지 말씀드린 어떤 방법이 아니라면,
광속보다 빠른 운동체는 결코 발견될 수 없습니다.
음파를 이용한 관측에서는,
모든 운동체가 음속을 넘을 수 없게 관측되는 것처럼....
그래서 이러한 방법이 없기 때문에,
많은 사람들은 상대론을 믿을 수밖에 없고,
이것을 알리기 위해서는 저와 같이 끝까지 문제를 제기하는 사람이
나타날 수밖에 없는 것입니다.
과연 물리학이라는 학문에,
"신호를 이용한 정확한 관측법"에 대한 규명이 있었는가?
또 이러한 방법으로 관측한 속도로서,
"질량이 증가했다" 라고 하는지는,
독자 여러분께서 스스로 자문해 보아야 할 일입니다.
[계 내의 운동체가 계에 미치는 영향]
일반적으로 "질량불변"에 의해,
질량 M인 닫혀진 상자 내부에, 질량 m인 어떤 물체가 들어있으면,
상자를 포함한 전체의 질량은 M+m이 됩니다.
이것을 지구상의 중력이 작용하는 경우라면 즉 무게를 따진다면,
재미있는 문제가 생깁니다.
질량 m인 물체가 상자 내부에서 상승할 때 전체의 '무게' 는 (M+m)g 입니다.
그러나 상자 내부에서 물체가 하강 할 때 전체의 '무게'는 Mg만 나타납니다.
즉, mg라는 중량은 나타나지 않는다는 것이지요.
이것은 물체가 상자 내에서 하강할 때에는,
"계"를 이룬 상자와 물체는 각각 독립된 "것처럼" 나타난다는 것인데,
이것의 의미를 응용하게 되면,
상자내의 물체로 인해 상자 자체의 운동에도 영향을 줄 수 있다는 이야기가 됩니다.
실험 방법은,
상자 속에 프로펠라를 장착한 모터를 넣고 밀폐를 합니다.
상자와 모터의 각각의 무게를 측정하면,
상자의 무게 Mg,
모터의 무게 mg,
가 되며, 밀폐된 상자를 저울 위에 놓고 무게를 측정하면 (M+m)g 가 됩니다.
외부에서 전원을 주어 모터를 회전시키면 헬리곱터와 같이 모터는 상승합니다.
제 경우에는 모터의 문제인지? 아니면 상자의 문제인지는 모르지만,
모터는 상자 밑면에서 5~~10cm 높이를 상승 하강하는 운동을 하게 되더군요.
이때 밀폐된 상자를 저울 위에 올려놓고 무게의 변화를 살펴보면,
저울의 눈금은,
모터 상승 시에는 (M+m)g 의 값,
모터 하강 시에는 Mg 만의 값이 나타났습니다.
다시 말씀드려서
모터 하강 시에는 모터의 질량은 나타나지 않으므로,
하강 경로상의 모터를 활용하면 새로운 물리적 개념의 비행이 가능할 수도
있다는 생각입니다만, 더 이상의 실험은 할 수가 없었습니다.
누군가는 저 보다 더 좋은 여건에서 더 많은 실험을 행할 수도 있겠지만...
이에 관련하여 내부 운동체가 이를테면 프로펠라 달린 모터의 경우에,
일반적으로 쓰이는 에너지원이 아닌, 새로운 에너지원이 필요하게 됩니다.
닫혀진 상자 내부에서 쓰인다는 개념이기 때문입니다.
이것이 새로운 에너지원에 대한 "필요성"을 느끼게 합니다.
물론 이것이 아니어도 새로운 에너지원의 "필요성"을 느끼겠지만...
[인사를 대신하여...]
위의 두 가지 내용이,
제가 상대성이론을 알게 된 후로 나온 결과물입니다.
저 보다 우수한 사람들이 셀 수 없이 많다는 것을 잘 알고 있습니다.
보잘 것 없는 제가 이러한 문제들을 들고나올 정도라면,
우수한 분들은 더 많은 문제들을 밝혀 낼 수 있을 것을,
아무런 비판없이 상대론을 맹종하는 것은 국가적으로나 인류를 위해서 불행한 일
이라고 생각합니다.
그간 실례한 점 양해 부탁드립니다!
안녕히 계세요.
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님이
남겨주셨습니다.
