안녕하십니까? 김 영식입니다.
이미 예고된 ‘절대성이론’의 ‘12. 시공적 공간모형의 남용과 혼란’을 올립니다.
진정한 의미의 물리학을 연구하시는 분들에게 도움이 되기를 바랍니다.
12. 시공적 공간모형의 남용과 혼란
아인슈타인의 특수 상대성이론에서는 시간 t의 본질이 좌표축 T(ct)의 기능을 갖는 것으로 인식하고, 이 시간의 좌표축 T(ct)와 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z가 일체적으로 결합된 4 차원의 시공적 공간모형(X, Y, Z, T)을 도입하였다. 그러나 4 차원의 시공적 공간모형에서 적용한 시간 t의 본질은, 좌표축(T)의 기능을 가질 수 없다. 즉 시간 t의 본질에 대한 이해의 부족으로, 4 차원의 시공적 공간모형(X, Y, Z, T)이 도입되었다. 이러한 4 차원의 시공적 공간모형에서는 시간 t의 물리적 의미가 왜곡되고, 시간 t의 물리적 의미가 비정상적으로 적용된 4 차원의 시공적 공간모형은 논리적 결함을 갖는다.
엄밀한 의미의 관점에서 4 차원의 시공적 공간모형(X, Y, Z, T)을 구성한 시간의 좌표축 T와 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z는 존립조건이 전혀 다르다. 하나의 예로 시간의 본질은 위치와 방향성을 갖지 않는 순수한 스칼라량으로 정의되고, 스칼라량의 시간은 좌표축의 기능을 갖지 않는다. 또한 존립조건이 전혀 다른 시간과 공간의 거리(길이)는 기능적으로 연계되지 않는다. 즉 시간과 공간의 거리(길이)는 동질적 연계성을 갖지 않는다. 여기에서 시간과 공간의 거리(길이)가 동질적 연계성을 갖지 않으면, 시간과 공간의 거리(길이)를 일체적으로 결합한 4 차원의 시공적 좌표계가 설정될 수 없다.
일반적 우주공간의 거리(길이)는 정형적 조직체제를 유지하고, 이 정형적 조직체제의 거리(길이)가 위치와 방향성을 갖는다. 즉 일반적 우주공간에서는 정형적 조직체제의 거리(길이)를 일정한 가치로 보존하고, 이 정형적 조직체제의 거리(길이)에 대해 위치와 방향성이 표시된다. 또한 우주공간의 거리(길이)는 위치와 방향성을 보존(표시)하고, 우주공간의 거리(길이)에서 보존(표시)한 위치와 방향성은 언제나 불변적이다. 그러므로 위치와 방향성을 보존(표시)한 우주공간의 거리(길이)에 대해 공간적 좌표축 X, Y, Z가 설정될 수 있다.
일반적 우주공간의 거리(길이)로 설정된 공간적 좌표축 X, Y, Z는 반드시 위치와 방향을 보존한다. 그러나 위치와 방향성을 보존하지 않는 시간은 정형적 구조의 좌표축을 구성할 수 없다. 즉 정형적 구조의 좌표축을 구성하기 위해서는 위치와 방향성을 표현하기 위한 정형적 조직체제의 비교대상(공간계)이 반드시 필요하다. 여기에서 위치와 방향의 비교대상(정형적 조직체제)을 갖지 않는 시간의 좌표축 T는 허구적 위상이고, 허구적 위상의 시간축 T는 시간의 가치를 정형적으로 보존할 수 없다. 이러한 논리는 허구적 위상의 시간축 T를 적용한 4 차원의 시공적 공간모형(X, Y, Z, T)이 정상적으로 성립되지 않고, 이 4 차원의 시공적 공간모형에 대한 그동안의 긍정적 인식이 왜곡되었다는 것을 의미한다.
공간적 거리(길이)의 위치와 방향은 우주공간의 좌표축에서 보존한다. 또한 우주공간의 좌표축은 거리(길이)의 비교대상을 갖고, 이 거리의 비교대상이 우주공간의 좌표축을 구성한다. 그러므로 우주공간의 좌표축을 구성한 거리의 비교대상에 의해 우주공간의 정형적 조직체제가 유지되고, 아 우주공간의 정형적 조직체제는 공간계를 의미한다. 즉 거리의 비교대상이 갖는 정형적 조직체제를 우주공간의 공간계로 이해될 수 있다. 이러한 거리의 비교대상(정형적 조직체제)이 존재하지 않으면, 우주공간의 좌표축이 설정될 수 없다.
우주공간의 좌표축을 구성한 정형적 조직체제(공간계)는 반드시 운동에너지의 작용에 대해 기능적 연계성을 가져야 한다. 즉 운동에너지의 작용에 대해 기능적으로 연계된 정형적 조직체제(공간계)만이, 우주공간의 좌표축(좌표계)을 구성할 수 있다. 이러한 우주공간의 좌표축(좌표계)에서 운동에너지의 위치와 방향성이 보존되고, 이 운동에너지의 작용이 절대적 가치로 표현될 수 있다.
일반적 우주공간의 거리는 위치와 방향성을 보존하고, 위치와 방향성을 보존 일반적 우주공간의 거리에 의해 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z가 설정된다. 그러나 시간의 본질은 위치와 방향성의 비교대상(정형적 조직체제)을 갖지 않고, 위치와 방향성의 비교대상을 갖지 않는 시간은 좌표축(시간축)으로 활용될 수 없다. 즉 위치와 방향성이 없는 시간은 정형적 구조의 좌표축(시간축)을 구성할 수 없다. 이와 같이 시간의 본질이 정형적 구조의 좌표축(시간축)을 구성할 수 없으면, 시간의 좌표축(시간축)을 적용한 4 차원의 시공적 공간모형(X, Y, Z, T)이 폐기되어야 한다.
특수 상대성이론의 시공적 공간모형이 성립되지 않는 또 하나의 다른 이유는, 상대성이론의 전제조건으로 도입한 광속일정법칙의 물리적 의미가 왜곡되었기 때문이다. 즉 특수 상대성이론의 광속일정법칙은 광파의 전파속도가 항상 일정불변의 크기로 유지되는 것을 전제한다. 그러나 실제의 상황에서 광파의 전파속도는 정형적 구조의 비교대상을 갖지 않고, 이 광파의 전파속도를 구성한 시간단위나 길이단위도 일정한 가치로 보존되지 않는다. 하나의 예로 투명유리(유전체)의 내부에서 광파의 전파속도가 감소된다. 이와 같이 투명유리(유전체)의 내부에서 광파의 전파속도가 감소되더라도, 이 광속도의 감소효과는 투명유리 내부의 시간단위나 길이단위가 신축적으로 증감되는 것을 의미하지 않는다. 그러므로 투명유리(유전체)의 내부에서 발생한 광속도의 감소효과는 광속일정법칙의 관점으로 수용되지 않는다.
실제적 상황으로 확인할 수 있듯이, 광파(전자기파)는 투명유리의 내부에서 분명한 속도변화와 굴절효과를 갖고, 뉴트리노(중성미자)는 투명유리의 내부에서 속도변화와 굴절효과를 갖지 않는다. 즉 투명유리의 내부에서 광파의 전파속도는 감소되었으나, 뉴트리노의 전파속도는 감소되지 않는다. 그러므로 동일한 환경적 조건을 갖는 투명유리의 내부에서 뉴트리노의 전파속도가 광파의 전파속도보다 더욱 빠르다. 이와 같이 광파의 전파속도가 투명유리의 내부에서 감소되더라도, 이 투명유리의 내부에서 시간단위와 길이단위는 반드시 본래의 가치를 불변적으로 유지한다.
상대성이론의 광속일정법칙이 전제될 경우, 투명유리의 내부에서 광파의 전파속도가 감소되는 효과는, 이 투명유리의 내부에서 시간단위와 길이단위가 신축적으로 증감되는 것을 의미한다. 그러나 투명유리의 내부에서 뉴트리노의 전파속도가 본래의 크기를 불변적으로 유지하는 효과는, 이 투명유리의 내부에서 시간단위와 길이단위가 신축적으로 증감되지 않는 것을 의미한다. 이러한 상반적 의미가 내포된 상기의 두 사례를 합리적으로 정리할 경우, 광속도의 감소효과는 시간단위나 길이단위에 대해 인과적으로 연계되지 않았다는 결론을 유도할 수 있다.
시간단위와 길이단위가 불변적으로 유지되는 투명유리의 내부에서 광파의 전파속도만이 감소하고, 뉴트리노의 전파속도는 본래의 크기를 불변적으로 유지한다. 그러므로 광파의 전파속도에 대해 C=L/t의 구조를 갖는 보편적 가치의 광속일정법칙이 적용될 수 없다. 즉 상대성이론의 광속일정법칙은 광파의 전파속도 C = L/t가 시간 t에 따른 거리 L의 변위량(L=L1+L2)로 표현되지 않는 논리적 결함을 갖는다.
일반적 우주공간에서 뉴트리노와 광파는 동일한 가치의 광속도로 전파되는 공통점을 갖는다. 그러나 투명유리의 내부에서 광파의 전파속도만이 감소하고 뉴트리노의 전파속도는 본래의 크기를 불변적으로 유지한다. 그러므로 투명유리의 내부에서는 광속일정법칙의 정상적 적용이 곤란하다. 즉 투명유리의 내부에서는 광속도의 가치적 기준이 모호하고, 광속도의 한계성이 차별화된다. 이러한 효과는 광파의 전파속도만이 광속일정법칙으로 지배되고, 뉴트리노의 전파속도가 광속일정법칙으로부터 초월되는 것을 의미한다.
투명유리의 내부에서 광파의 전파속도와 뉴트리노의 전파속도는 각각 다른 크기의 한계성을 갖는다. 또한 투명유리의 내부에서 광파의 전파속도가 감소되면, 이 감소된 광파의 전파속도 C = L/t를 시간 t에 따른 거리의 변위량 L로 표현할 수 없다. 이와 같이 상대성이론의 광속일정법칙이 왜곡적 의미를 가질 경우, 이 왜곡적 의미의 광속일정법칙을 전제한 4 차원의 시공적 공간모형이 정상적으로 성립될 수 없다.
상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 유도되는 과정에서는 스칼라량의 시간 t를 4 차원의 좌표축 T(ct)로 적용하였다. 여기에서 스칼라량의 시간 t를 4 차원의 좌표축 T(ct)로 적용하면, 시간 t의 본질이 왜곡된다. 그러나 스칼라량의 시간 t를 4 차원의 좌표축 T(ct)로 적용한 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 실제의 시험결과와 엄밀하게 일치되는 유효적 기능을 갖는다. 즉 시간 t의 본질을 왜곡한 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 실제의 물리현상과 엄밀하게 일치된다.
시간 t의 본질을 왜곡한 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 유효적 기능을 갖는 이유는, 이 로렌츠인수 ϒ를 유도하는 과정에서, 4 차원의 시간축 T(ct)로 적용된 시간 t의 가치가 우주공간의 질성(광속도의 탄성력)을 상징적으로 반영하고, 모든 물리현상의 작용이 우주공간의 질성에 의해 발현되기 때문이다. 그러므로 우주공간의 질성이 상징적으로 반영된 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는, 우주공간의 질성에 의해 발현된 모든 물리현상의 작용을 우회적 논리로 표현할 수 있다. 이러한 필자의 해석은 특수 상대성이론의 모든 주장이 상징성의 논리나 우회적 논리로 구성되었다는 것을 의미한다.
로렌츠인수 ϒ의 유도과정에서 4 차원의 좌표축 T(ct)로 적용한 광속도 C(또는 시간 t)의 본질은 스칼라량으로 정의되고, 스칼라량의 광속도 C로 구성된 4 차원의 좌표축 T(ct)는 허구적 위상이다. 그러나 스칼라량의 4 차원의 시간축 T(ct)가 갖는 광속도 C(또는 시간 t)는 우주공간의 질성을 상징적으로 반영한다. 또한 모든 물리현상의 작용은 우주공간의 실체적 질성에 의해 발현되고, 우주공간의 질성에 의해 발현된 모든 물리현상은 광속도 C의 탄성력으로 작용한다. 그러므로 우주공간의 질성에 의해 발현된 모든 물리현상의 작용은 광속도 C의 통제적 지배를 받는다. 이와 같이 광속도 C의 탄성력으로 통제(지배)되는 모든 물리현상의 작용은, 광속도 C(또는 시간 t)의 좌표축 T(ct)가 적용된 로렌츠인수 ϒ를 통하여 엄밀하게 표현할 수 있다.
광속도 C(또는 시간 t)를 좌표축 T(ct)로 적용한 4 차원의 시공적 공간모형은 왜곡되었으나, 이 4 차원의 시공적 공간모형에 의해 성립된 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 유효적 기능을 갖는다. 이와 같이 4 차원의 시공적 공간모형에 의해 성립된 로렌츠인수 ϒ가 유효적 기능을 갖는 이유는, 우주공간의 질성이 광속도 C(또는 시간 t)로 표출되고, 이 광속도 C로 표출된 우주공간의 질성을 로렌츠인수 ϒ의 유도과정에서 상징적으로 반영하였기 때문이다. 즉 광속도 C(또는 시간 t)에 대한 물리적 의미는 명확하게 인식되지 않았으나, 우주공간의 질성을 상징적으로 반영한 광속도 C가 로렌츠인수 ϒ의 유도과정에서 적용되었다. 이러한 로렌츠인수 ϒ의 유도과정에서 광속도 C(또는 시간 t)를 4 차원의 좌표축 T(ct)로 반영한 것은, 경이롭게 절묘한 선택이었다.
일반적 우주공간의 좌표계는 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z로 구성되고, 이 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z는 광속도 C의 탄성력을 갖는다. 또한 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z가 갖는 광속도 C의 탄성력은 우주공간의 질성을 반영한다. 그러므로 우주공간의 질성을 반영한 광속도 C의 속성은 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z에 개별적으로 포함되어야 한다. 여기에서 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z를 구성한 우주공간의 질성이 변화하면, 이 우주공간을 통과하는 광속도 C가 다른 크기로 증감된다. 하나의 예로 투명유리(유전체)의 내부처럼 공간적 질성이 변화할 경우, 이 투명유리의 내부를 통과하는 광속도 C가 감소된다. 이와 같이 공간적 상황의 조건에 따라서 다른 크기로 변화되는 광속도 C(또는 시간 t)는, 좌표축의 기능을 수행할 수 없다.
일반적으로 광파의 전파속도 C는 우주공간의 상황적 조건에 따라서 다른 크기로 증감된다. 이와 같이 우주공간의 상황적 조건에 따라서 다른 크기로 변화하는 광파의 전파속도 C는 물리적 상수의 기능을 가질 수 없다. 또한 우주공간의 상황적 조건에 따라서 가변적으로 증감되는 광파의 전파속도 C는, 공간적 거리 L의 단위를 결정하는 기준적 근거(잣대)로 적용될 수 없다. 왜냐하면 투명유리(유전체)의 내부에서 광파의 전파속도 C가 감소되더라도, 이 투명유리 내부의 공간적 거리는 본래의 가치를 유지하기 때문이다.
공간적 거리 L의 단위를 결정하기 위한 기준적 근거로는, 우주공간의 상황적 영향(유전체, 전기장, 자기장 등)에 의해 간섭받지 않는 뉴트리노의 전파속도가 광파의 전파속도 C보다 더욱 유리한 입장을 갖는다. 엄밀한 의미의 관점에서 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z가 갖는 광속도 C의 본질은, 우주공간의 질성을 반영한 후차적 반응의 효과(결과물)로 이해되어야 한다. 이와 같이 후차적 반응의 효과로 이해되는 광속도 C는 물리적 상수의 기능을 가질 수 없다.
일반적 우주공간에서 광파의 전파속도 C(또는 시간 t)는 우주공간의 질성을 반영한다. 그러므로 우주공간의 질성이 다른 조건으로 변화하면, 광파의 전파속도 C(또는 시간 t)가 가변적으로 증감되어야 한다. 이와 같이 우주공간의 질성이 변화되는 과정에 의해 광파의 전파속도 C(또는 시간 t)가 가변적으로 증감되더라도, 우주공간을 구성한 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z는 본래의 규격(가치)과 위상이 불변적으로 유지된다.
우주공간의 공간적 거리 L에 의해 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z가 구축되었다. 또한 광파의 전파속도 C는 우주공간의 상황적 조건에 따라서 다른 크기로 증감된다. 이러한 논리는 3 차원의 공간적 좌표축 X, Y, Z를 각각 구성한 공간적 거리 L의 단위가 광파의 전파속도 C(또는 시간 t)로 결정되지 않는 것을 의미한다. 여기에서 좌표축 X, Y, Z의 공간적 거리 L이 광파의 전파속도 C(또는 시간 t)로 결정되지 않으면, 광속도 C를 4 차원의 좌표축 T(ct)로 적용한 상대성이론의 시공적 공간모형이 폐기되어야 한다.
끝까지 읽어 주셔서 감사드립니다.
다음의 차례는 ‘13. 시간의 본질과 왜곡적 이해’입니다.
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