안녕하십니까? 김 영식입니다.
이미 예고된 ‘절대성이론’의 ‘14. 특수 상대성이론의 제한적 유효성’을 올립니다.
진정한 의미의 물리학을 연구하시는 분들에게 도움이 되기를 바랍니다.
14. 특수 상대성이론의 제한적 유효성
아인슈타인의 특수 상대성이론은 운동 기차의 체적(부피)이 관성계를 갖고, 이 운동 기차의 관성계에서 독립적 좌표계(기준계)가 설정되는 것을 주장한다. 즉 운동 기차의 좌표계와 정지 기차의 좌표계에서 동일한 물리법칙이 적용되도록, 이 운동 기차의 관성계에 대해 고유의 좌표계를 독립적으로 설정하였다. 이와 같이 운동 기차의 관성계가 독립적 좌표계를 가질 경우, 이 운동 기차의 독립적 좌표계에서 광속일정법칙이 정상적으로 성립될 수 있다. 여기에서 운동 기차의 관성계와 좌표계(기준계)가 반드시 동일한 위상으로 일치되고, 운동 기차의 좌표계(기준계)는 반드시 관성계의 기반을 가져야 한다.
기차의 관성계가 일반적 우주공간에서 정지상황으로 존재할 경우, 이 정지 기차의 관성계와 일반적 우주공간의 좌표계는 동일한 위상으로 일치될 수 있다. 그러므로 정지 기차의 관성계에 대해 독립적 좌표계(기준계)를 임시적으로 설정하는 것이 가능하다. 그러나 기차의 관성계가 일반적 우주공간에서 운동할 경우, 운동 기차의 관성계에 대해 고유의 좌표계(기준계)를 독립적으로 설정할 수 없다. 왜냐하면 일반적 우주공간에서 이미 근원적 좌표계가 설정되었고, 이 우주공간의 근원적 좌표계를 운동 기차의 관성계가 유령의 형체처럼 투과적으로 관통하기 때문이다. 필자의 주장처럼 운동 기차의 관성계가 우주공간의 근원적 좌표계를 투과적으로 관통하는 조건과 작용과정은, 다음의 다른 항목에서 구체적으로 소개하겠다.
일반적 논리의 관점에서 관측자는 공간의 체적(부피)이 없는 하나의 질점으로 정의된다. 또한 공간의 체적이 없는 질점의 관측자는 고유의 관성계를 독립적으로 가질 수 없다. 그러므로 질점의 운동 관측자에게 설정한 좌표계는 관성계의 기반을 갖지 않는 허구적 위상이다. 여기에서 관성계의 기반을 갖지 않는 허구적 위상의 좌표계는 실천적 활용의 가치가 없다.
필자의 주장처럼 질점의 운동 관측자가 우주공간의 근원적 좌표계를 투과적으로 관통하고, 질점의 운동 관측자가 독립적 좌표계를 갖지 않는 것은, 특수 상대성이론에서 도입한 상대론적 좌표개념이 심각하게 왜곡되었다는 것을 의미한다. 즉 특수 상대성이론은 하나의 근원적 좌표계로 구성된 일반적 우주공간에 대해 관성계의 기반이 없는 복수의 상대적 좌표계를 다중적으로 설정하였다.
상대성이론의 상대적 좌표계는 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험이 실패된 이후에, 광속일정법칙을 합리화하기 위한 조건의 수단으로 가정되었다. 이러한 의미의 상대적 좌표계는 상대론적 좌표변환식(로렌츠인수 ϒ)을 유도하기 위한 과정의 가상적 전제조건에서 처음이자 마지막의 일회적 사례로 활용되었을 뿐이고, 오늘날까지 다른 조건으로 활용된 사례가 전혀 없다. 하나의 예로 아인슈타인의 일반 상대성이론은 4 차원의 시공적 굴곡구조가 항상 본래의 위치에 정형적으로 유지되는 절대적 의미의 좌표개념을 도입하고, 운동 관측자가 갖는 관측자 중심의 상대적 좌표계를 인정하지 않는다.
상대성이론의 주장처럼 일반적 우주공간에서 독립적 좌표계를 가진 상태로 운동하는 대상은 존재하지 않는다. 즉 상대적 가치의 좌표계를 적용할 수 있는 자연의 물리현상은 일반적 우주공간에서 발견되지 않는다. 만약 일반적 우주공간에서 기차의 관성계가 운동할 경우, 이 운동 기차의 관성계는 우주공간의 공간계와 좌표계를 투과적으로 관통하고, 우주공간의 공간계와 좌표계를 투과적으로 관통한 운동 기차의 관성계는 좌표계를 독립적으로 갖지 않는다.
일반적 우주공간은 하나의 근원적 기반(조직체제)을 갖고, 하나의 근원적 기반(조직체제)을 갖는 일반적 우주공간에서는 오직 하나의 좌표계가 설정되어야 한다. 여기에서 일반적 우주공간이 갖는 하나의 근원적 기반(조직체제)은 공간계를 의미한다. 이와 같이 하나의 근원적 기반(공간계)을 갖는 일반적 우주공간에서 복수의 좌표계를 다중적으로 설정하면, 좌표적 기준이 혼란되고, 하나의 물리량이 다양한 가치로 표현될 수 있다. 그러나 특수 상대성이론의 기본개념은 하나의 좌표계(공간계)로 구성된 일반적 우주공간에서 복수의 좌표계를 다중적으로 설정하였다.
일반적 우주공간에서 복수의 좌표계를 다중적으로 설정한 특수 상대성이론의 기본개념은 논리적 결함을 갖는다. 이와 같이 상대론적 좌표개념은 논리적 결함을 가졌으나, 이 상대론적 좌표개념을 적용하여 유도된 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 실제의 실험결과와 엄밀하게 일치된다. 하나의 예로 준광속도의 소립자는 상대론적 좌표변환식의 예측치처럼 시간의 가치가 지연되거나, 질량의 가치가 증가된다. 여기에서 논리적 결함을 갖는 상대론적 좌표변환식의 예측치와 실제의 실험결과가 엄밀하게 일치되는 이유는, 다음과 같은 논리를 통하여 편리하게 이해될 수 있다.
마이켈슨-모올리는 광학적 매질(고전 물리학의 Ether)의 존재를 검증하기 위해 간섭계 실험을 수행하였다. 그러나 이들의 간섭계 실험에서는 당시의 상식적 관점으로 예상했던 광학적 간섭무늬의 이동효과가 발견되지 않았다. 이러한 간섭계의 실험에서 광학적 간섭무늬의 이동효과가 발견되지 않는 것은, 운동 간섭계의 입장으로 측정한 광파의 전파속도가 증감되지 않는 것을 의미한다. 또한 운동 간섭계의 실험에서 광파의 전파속도가 증감되지 않은 것은, 이 간섭계(관측자)가 우주공간의 광학적 매질에 대해 투과적으로 관통하지 않았다는 것을 암시한다.
자연의 물리현상이나 실제의 실험결과는 논리의 전제조건에 따라서 다양한 의미의 해석이 가능하다. 하나의 예로 광학적 간섭무늬의 이동효과가 발견되지 않는 간섭계의 실험결과를 일반적 논리의 관점으로 수용하려면, 광학적 매질의 존재를 부정하는 것도 하나의 수단이 될 수 있다. 즉 아인슈타인의 주장처럼 광학적 매질의 존재를 부정할 경우, 광학적 간섭무늬의 이동효과가 발견되지 않은 간섭계의 실험결과를 합리적으로 수용할 수 있다. 그러나 광학적 매질의 존재를 부정한 아인슈타인의 주장에서는, 다양한 조건의 논리적 결함이 표출된다.
일반적 우주공간이 광학적 매질로 구성되었을 경우, 광파는 우주공간의 광학적 매질을 이용하여 전파되어야 한다. 여기에서 광학적 매질의 분포조직(공간계)은 광파의 전파속도를 비교형식으로 표현하기 위한 기준적 근거가 되고, 이 광학적 매질의 분포조직으로 정형적 구조의 좌표계가 형성된다. 그러므로 우주공간의 광학적 매질에 대해 고유의 좌표계를 독립적으로 설정하는 것이 가능하다. 이와 같이 광학적 매질의 존재가 전제된 간섭계 실험에서 광파의 간섭무늬가 이동하지 않는 것은, 이 간섭계(관측자)가 광학적 매질을 투과적으로 관통하지 않고, 간섭계가 광학적 매질에 대해 정지상황으로 존재하는 것을 의미한다.
필자의 주장처럼 간섭계의 주위에 광학적 매질이 정지상황으로 존재할 경우, 그 존재의 대상으로 지구의 중력장이 지목될 수 있다. 이러한 논리의 관점에서 간섭계의 실험결과를 합리적으로 해석하려면, 지구의 중력장이 고유의 공간계와 좌표계를 독립적으로 갖고, 이 지구 중력장의 독립적 공간계(좌표계)에 대해 간섭계가 정지상황을 유지하는 것으로 가정될 수 있다. 이와 같이 지구 중력장의 공간계(좌표계)에 대해 간섭계가 정지상황을 유지하면, 이 간섭계로 측정한 광파의 전파속도가 항상 일정한 크기로 관찰된다. 그러므로 간섭계 실험에서 광파의 간섭무늬가 이동하지 않는 효과는, 지구의 중력장이 독립적 공간계와 좌표계를 가졌다는 주장의 실험적 근거로 제시될 수 있다.
지구의 중력장이 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리된 공간계와 좌표계를 가질 경우, 이 중력장 내부의 영역은 지구의 공전운동에 의한 변화의 영향을 받지 않는다. 즉 지구의 중력장이 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람을 차단하고, 우주공간의 상대적 공간바람이 중력장의 내부까지 전달되지 않는다. 필자의 주장처럼 지구의 중력장이 광학적 매질을 갖더라도, 마이켈슨-모올리의 간섭계가 광학적 매질조직(공간계, 좌표계)을 투과적으로 관통하지 않으면, 이 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬가 이동되지 않는다. 그러므로 지구의 중력장 내부에서 간섭계가 정지상황을 유지하면, 이 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬의 이동효과가 당연히 검출되지 않는다.
지구의 중력장이 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절되었다는 필자의 주장은, 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험이 실천적으로 증명한다. 즉 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 간섭무늬가 이동하지 않는 것은, 공전운동의 영향이 지구의 중력장 내부까지 전달되지 않고, 지구의 중력장이 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절된 것을 의미한다. 이와 같이 지구의 중력장이 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절되었을 경우, 지구의 중력장 내부에서 발현된 모든 물리현상의 작용은 공전운동의 영향을 받지 않는다. 또한 지구의 중력장과 일반적 우주공간이 독립적으로 분리 단절되었다는 필자의 주장을 전제하면, 실체적 성분(광학적 매질)으로 가득 채워진 절대적 공간모형이 유리한 입장으로 수용될 수 있다.
필자의 주장처럼 일반적 우주공간이나 지구의 중력장이 실체적 성분(광학적 매질)으로 가득 채워졌을 경우, 일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)에서 발현된 모든 물리현상의 작용은 우주공간의 실체적 성분에 대해 인과적 연계성을 가져야 한다. 하나의 예로 우주공간의 실체적 성분은 모든 물리현상의 매질로 이용되고, 모든 물리현상의 작용은 우주공간의 실체적 성분을 매질로 이용하여 발현된다. 또한 모든 물리현상의 작용에 대해 인과적 연계성을 갖는 실체적 성분의 조직체제(공간계)는, 모든 물리량의 가치를 비교형식으로 표현하기 위한 기준적 근거가 된다. 그러므로 실체적 성분으로 구성된 일반적 우주공간에서는, 하나의 절대적 좌표계를 설정할 수 있다.
일반적 우주공간과 지구의 중력장은 동일한 종류의 실체적 성분으로 구성된다. 그러나 실체적 성분으로 구성된 지구의 중력장은 중력의 원인적 기능에 의해 광속도의 강한 탄성적 응력을 받고, 이 광속도의 강한 탄성적 응력이 작용하는 지구 중력장의 실체적 성분은 독립적 조직체제를 형성한다. 이와 같이 지구의 중력장에서 형성된 실체적 성분의 조직체제가 지구 중력장의 공간계를 의미하고, 지구 중력장의 공간계에서 고유의 좌표계가 설정된다. 또한 지구의 중력장이 고유의 공간계와 좌표계를 독립적으로 갖는 것은, 지구의 중력장이 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절된 것을 의미한다. 그러므로 일반적 우주공간과 지구의 중력장에서는 독립적 형태의 좌표계가 개별적으로 설정되어야 한다.
지구의 중력장은 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절된 공간계와 절대적 좌표계를 갖는다. 그러나 마이켈슨-모올리는 지구의 중력장이 우주공간에 대해 독립적으로 분리되었다는 사실을 인식하지 못하고, 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람(고전 물리학의 Ether)을 검출하기 위해, 지구의 중력장 내부에서 간섭계 실험을 수행하였다. 이와 같이 지구의 중력장 내부에서 간섭계 실험을 수행할 경우, 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람이 검출되지 않는다. 왜냐하면 실체적 성분의 조직체제(공간계와 좌표계)를 독립적으로 갖는 지구의 중력장이, 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람을 차단하기 때문이다.
지구의 중력장에서는 고유의 공간계와 좌표계가 독립적으로 형성되었다. 또한 고유의 공간계와 좌표계가 독립적으로 형성된 지구의 중력장에서 관측자(간섭계)가 정지상황을 유지할 경우, 이 정지 관측자는 좌표계의 중심적 위치를 갖는다. 이와 같이 정지 관측자가 좌표계의 중심적 위치를 갖는 것은, 이 정지 관측자가 좌표축의 0점에서 존재하는 것을 의미한다. 즉 지구의 중력장에서 정지 관측자는 좌표계의 중심적 위치를 갖고, 이 좌표계의 중심적 위치를 갖는 정지 관측자는 좌표축의 0점에서 존재한다. 여기에서 정지 관측자가 좌표계의 중심적 위치를 갖는 것과, 정지 관측자에 대해 독립적 좌표계를 설정하는 것은 동일한 조건으로 비교된다. 그러므로 상대성이론의 주장처럼 정지 관측자에 대해 독립적 좌표계를 임시적으로 설정하는 것이 가능하다.
지구의 중력장에서 정지 관측자는 좌표계의 중심적 위치(좌표축의 0점)를 갖는다. 이와 같이 좌표계의 중심적 위치를 갖는 정지 관측자의 입장에서 광파의 전파속도를 측정할 경우, 이 광파의 전파속도는 항상 일정한 크기로 관찰되어야 한다. 왜냐하면 관측자가 지구 중력장의 공간계와 좌표계에 대해 정지상황으로 존재하고, 지구 중력장의 공간계와 좌표계가 광파의 전파속도를 보존하기 때문이다. 여기에서 지구 중력장의 좌표계로 표현된 광파의 전파속도와, 정지 관측자의 입장으로 측정한 광파의 전파속도는 항상 동일한 크기를 갖는다. 그러므로 광파의 전파속도가 항상 일정한 크기로 관찰되는 정지 관측자의 입장에서는, 상대성이론의 광속일정법칙이 타당한 것으로 오해(착각)될 수 있다.
지구의 중력장에서 정지 관측자가 갖는 관측자 중심의 가상적 좌표계와, 지구의 중력장이 갖는 절대적 좌표계는 동일한 위상으로 일치된다. 즉 지구의 중력장에서 정지 관측자(간섭계)는 좌표계의 중심적 위치를 갖는다. 그러므로 정지 관측자의 입장에서 물리현상의 작용을 관측자 중심의 상대적 가치로 표현한 것과, 이 물리현상의 작용을 지구 중력장의 좌표계에 대해 절대적 가치로 표현한 것은 동일한 결과로 일치될 수 있다.
아인슈타인의 특수 상대성이론처럼 정지 관측자에게 관측자 중심의 가상적 좌표계를 설정할 경우, 이 관측자 중심의 가상적 좌표계는 임시적 사용이 가능하다. 만약 정지 관측자의 입장에서 물리현상의 작용을 관측자 중심의 상대적 가치로 표현하더라도, 이 상대적 가치의 표현은 실제의 물리현상과 엄밀하게 일치될 수 있다. 이러한 논리는 정지 관측자에게 관측자 중심의 가상적 좌표계를 설정하더라도, 이 정지 관측자의 가상적 좌표계가 유효적으로 활용될 수 있다는 것을 의미한다.
아인슈타인의 특수 상대성이론은 관측자에게 관측자 중심의 상대적 좌표계를 설정하고, 모든 물리현상의 작용을 관측자 중심의 상대적 가치로 표현하였다. 이와 같이 모든 물리현상의 작용을 관측자 중심의 상대적 가치로 표현하기 위해서는, 이 표현 주체의 관측자가 반드시 좌표계의 중심적 위치를 가져야 한다. 또한 지구의 중력장에서 정지 관측자는 좌표계의 중심적 위치를 갖고, 좌표계의 중심적 위치를 갖는 정지 관측자에게는 관측자 중심의 가상적 좌표계가 임시적으로 설정될 수 있다.
아인슈타인이 제시한 상대성이론의 모든 주장은 관측자 중심의 논리로 구성되었고, 관측자 중심의 논리로 구성된 상대성이론의 모든 주장은 오직 좌표계의 중심적 위치를 갖는 정지 관측자에게 유효하다. 하나의 예로 광속일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 오직 정지 관측자에게 유효적으로 적용될 수 있고, 이 광속일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 운동 관측자에게는 적용되지 않는다. 이러한 광속일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 정지 관측자에게 유효적으로 적용되는 이유는, 이 광속일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 관측자 중심의 논리로 구성되었기 때문이다.
이와 같이 관측자 중심의 논리로 구성된 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 오직 좌표계의 중심적 위치를 갖는 정지 관측자에게 유효적으로 적용할 수 있다. 즉 로렌츠인수 ϒ의 구조는 비정상적으로 유도되었으나, 상황의 조건에 따라서 유효하게 활용된다. 필자의 주장처럼 광속일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 관측자 중심의 논리로 구성되었을 경우, 이들의 명칭은 엄밀한 의미의 관점에서 관측자 중심의 광속일정법칙과 관측자 중심의 상대론적 좌표변환식(로렌츠인수 ϒ)으로 호칭되어야 한다. 여기에서 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 좌표계의 중심적 위치를 갖는 정지 관측자에게 유효적으로 적용되더라도, 이들의 유효성은 로렌츠인수 ϒ의 성립조건이나 유도과정까지 타당하다는 것을 의미하지 않는다.
특수 상대성이론에서 주장한 광속일정법칙과 상대론적 좌표변환식은 관측자 중심의 논리로 구성되고, 이 관측자 중심의 광속 일정법칙과 관측자 중심의 상대론적 좌표변환식은, 오직 정지상태의 관측자에게 유효적으로 적용된다. 여기에서 특수 상대성이론의 주장이 정지 관측자에게 유효적으로 적용되는 이유는, 이 특수 상대성이론의 주장이 관측자 중심의 논리로 구성되고, 정지 관측자가 좌표계의 중심적 위치(좌표축의 0점)를 갖기 때문이다. 즉 지구의 중력장에서 관측자가 정지상황으로 존재할 경우, 이 정지 관측자는 모든 물리현상의 작용을 관측자 중심의 상대적 가치로 표현할 수 있다.
정지 관측자는 좌표계의 중심적 위치를 갖고, 특수 상대성이론은 관측자 중심의 논리로 구성되었다. 그러므로 정지 관측자의 입장에서 관찰한 실제의 물리현상과 특수 상대성이론의 예상치는 엄밀하게 일치될 수 있다. 또한 실제의 물리현상과 특수 상대성이론의 예상치가 엄밀하게 일치되면, 정지 관측자의 입장에서 특수 상대성이론의 주장이 타당한 것으로 오해(착각)될 수 있다. 즉 실제의 실험결과와 상대성이론의 예상치가 엄밀하게 일치할 경우, 이들의 실험결과는 상대성이론의 타당성을 증명하는 것으로 오해(착각)될 수 있다.
아인슈타인이 주장한 특수 상대성이론의 순수한 의미는 관측자 중심의 논리로 구성되고, 관측자 중심의 논리로 구성된 특수 상대성이론은 좌표계의 중심적 위치를 갖는 정지 관측자에게 유효적으로 적용된다. 그러나 지구의 중력장 내부에서 관측자가 운동할 경우, 이 운동상황의 관측자는 좌표계의 중심적 위치를 가질 수 없고, 좌표계의 중심적 위치를 갖지 않는 운동 관측자에게는 관측자 중심의 논리가 적용되지 않는다. 즉 좌표계의 중심적 위치를 갖지 않는 운동 관측자에게는 관측자 중심의 논리로 광속 일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 적용될 수 없다.
운동 관측자는 우주공간의 공간계와 좌표계를 투과적으로 관통하고, 우주공간의 공간계와 좌표계를 투과적으로 관통한 운동 관측자는 좌표계의 중심적 위치(좌표축의 0점)를 갖지 않는다. 그러므로 운동 관측자의 입장에서는 모든 물리현상의 작용을 관측자 중심의 상대적 가치로 표현할 수 없다. 하나의 예로 특수 상대성이론에서 주장한 광속일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 관측자 중심의 논리로 유도되었고, 이 관측자 중심의 논리로 유도된 광속 일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 운동 관측자에게 적용되지 않는다. 이와 같이 특수 상대성이론의 주장이 운동 관측자에게 적용되지 않는 이유는, 이 특수 상대성이론의 주장이 관측자 중심의 논리로 구성되고, 운동 관측자가 좌표계의 중심적 위치(좌표축의 0점)를 가질 수 없기 때문이다.
관측자 중심의 논리로 유도된 광속 일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 오직 정지 관측자에게 유효적으로 적용된다. 또한 관측자 중심의 논리로 유도된 광속 일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 정지 관측자에게 유효적으로 적용될 경우, 이 정지 관측자의 입장에서 특수 상대성이론의 왜곡적 의미와 허구성을 인식하는 것은 쉽지 않다. 즉 정지 관측자의 입장에서 특수 상대성이론의 타당성 여부를 검증할 경우, 이 특수 상대성이론의 왜곡적 의미와 허구성은 겉으로 드러나지 않는다. 그러나 지구의 중력장에서 운동하는 관측자는 좌표계의 중심적 위치를 갖지 않고, 좌표계의 중심적 위치를 갖지 않는 운동 관측자에게는 특수 상대성이론의 순수한 의미가 수용되지 않는다.
지구의 중력장은 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리된 공간계와 좌표계를 갖는다. 또한 지구의 중력장이 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리된 공간계와 좌표계를 가질 경우, 이 지구의 중력장 내부에서 정지 관측자의 입장으로 관찰한 광파의 전파속도는 항상 일정한 크기를 불변적으로 유지한다. 그러나 지구의 중력장 내부에서 운동 관측자의 입장으로 관찰한 광파의 전파속도는 가변적으로 증감되어야 한다.
운동 관측자의 입장으로 관찰한 광파의 전파속도가 가변적으로 증감되는 것은, 운동 관측자에게 광속 일정법칙이 성립되지 않는 것을 의미한다. 즉 질점의 운동 관측자에게는 반드시 광속도의 변화가 관찰되어야 한다. 여기에서 질점의 운동 관측자에게 광속도의 변화가 관찰되는 이유는, 광파의 전파속도를 지구 중력장의 공간계(좌표계)가 보존하고, 이 광파의 전파속도를 보존한 지구 중력장의 공간계에서 질점의 운동 관측자가 투과적으로 관통하기 때문이다.
일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)은 고유의 질성을 갖고, 일반적 우주공간의 질성은 광속도의 탄성력으로 반응한다. 또한 자연의 모든 물리현상은 일반적 우주공간의 질성에 의해 발현되거나 존립된다. 즉 자연의 모든 물리현상과 일반적 우주공간의 질성은 인과적으로 연계되었다. 그러므로 일반적 우주공간의 질성에 대해 인과적으로 연계된 모든 물리현상의 작용은 광속도의 한계비율로 통제된다. 여기에서 광속도의 한계비율로 통제되는 모든 물리현상의 작용은 그동안 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ로 표현하였다. 이러한 논리의 관점에서 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 광속도의 한계성을 반영한 것으로 이해될 수 있다.
필자의 입장에서는 절대적 좌표계가 설정된 새로운 공간모형을 주장하고, 모든 물리현상의 작용을 ‘절대성이론’의 적용으로 표현한다. 이러한 필자의 ‘절대성이론’에서는 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ를 대체하기 위한 새로운 패러다임의 ‘절대 바탕인수 β’가 제시된다. 여기에서 필자가 제시한 절대성이론의 ‘절대 바탕인수 β’는 상대성이론의 ‘로렌츠인수 ϒ’를 포용적으로 수용한다. 하나의 예로 필자가 제시한 절대성이론의 ‘절대 바탕인수 β’에서는 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ를 1/4의 부분적 요소로 포함한다.
필자의 ‘절대성이론’에서 ‘절대 바탕인수 β’의 1/4은 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ로 구성된다. 그러므로 ‘절대 바탕인수 β’의 관점에서 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 1/4의 부분적 유효성을 갖고, 이 로렌츠인수 ϒ가 그동안 자연현상의 1/4만을 유효적으로 표현하였다. 여기에서 ‘절대 바탕인수 β’의 1/4와 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ는 동일한 형태로 구성되었을 뿐이고, ‘절대 바탕인수 β’와 로렌츠인수 ϒ의 유도과정이나 물리적 의미가 전혀 다르다.
상대성이론의 로렌츠인수 ϒ은 상황의 조건에 따라서 1/4의 긍정적 의미와 3/4부정적 의미를 갖는다. 또한 상대성이론의 기본개념이 1/4의 긍정적 의미로 적용될 수 있는 유일한 조건은, 일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)에서 표현주체의 관측자가 정지상황을 유지하는 경우뿐이다. 이러한 로렌츠인수 ϒ의 긍정적 의미와 부정적 의미를 종합적으로 분석할 경우, 일반적 우주공간은 오직 하나의 절대적 좌표계를 갖는다는 결론이 도출된다.
필자의 주장처럼 일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)이 고유의 질성과 절대적 좌표계를 가질 경우 이 우주공간의 질성과 절대적 좌표계는 실제의 실험으로 검출되어야 한다. 이러한 우주공간의 질성(광학적 매질의 에테르, 절대적 좌표계)을 검출하기 위한 최초의 시도는, 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험으로 수행되었다. 여기에서 마이켈슨-모올리는 자신들의 간섭계가 우주공간의 광학적 매질(에테르)에 대해 지구의 공전속도만큼 투과적으로 관통하는 것을 전제하였다. 그러나 실제적 상황에서 마이켈슨-모올리의 간섭계는 우주공간의 광학적 매질(공간계)을 투과적으로 관통하지 않고, 지구 중력장의 공간계(광학적 매질)에 대해 정지상황을 유지하였다.
마이켈슨-모올리의 간섭계가 지구 중력장의 공간계(광학적 매질)에 대해 정지상황을 유지할 경우, 이 간섭계 실험에서 광파의 간섭무늬가 이동되지 않는 것은 당연하다. 이와 같이 광파의 간섭무늬가 이동되지 않는 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험은, 광학적 매질(공간계)의 존재를 부정하거나, 상대성이론의 광속일정법칙을 증명하는 것으로 오해(착각)될 수 있다. 이러한 의미의 오해는 오늘날까지 변함이 없어서, 올바른 공간개념의 정립에 큰 장애가 된다.
마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 광학적 매질의 존재가 검증될 수 없었던 원인은, 지구의 중력장이 우주공간에 대해 독립적으로 분리되었다는 사실을 인식하지 못하고, 독립적 공간계(좌표계)를 갖는 지구의 중력장 내부에서 간섭계 실험을 수행하였기 때문이다. 즉 마이켈슨-모올리의 간섭계는 우주공간의 광학적 매질을 검출하기 위한 기구로서 완벽한 기능을 가졌으나, 지구의 중력장 내부에서 간섭계 실험을 수행하는 운용상의 오류가 있었다.
현대물리학이 오늘날까지 발전 진화해 오는 동안에, 광학적 매질의 존재를 확인하기 위해 올바른 방법으로 수행된 실험은 전혀 없었다. 필자가 주장하는 우주공간의 질성(광학적 매질)과 공간계(절대적 좌표계)의 존재를 마이켈슨-모올리의 간섭계로 검증하려면, 이 간섭계가 우주공간의 공간계(절대적 좌표계)를 투과적으로 관통하는 조건을 제공하고, 이 운동상황의 간섭계에서 광파의 간섭무늬가 이동되는지의 여부를 확인해야 된다.
관측자(간섭계)가 일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)의 공간계에서 정지상황을 유지할 경우, 이 정지 관측자의 입장으로 관찰한 광파의 전파속도는 항상 일정한 크기를 갖는다. 그러므로 정지 관측자의 입장에서는 관측자 중심의 논리로 구성된 광속 일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 타당한 것으로 오해될 수 있다. 그러나 관측자(간섭계)가 일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)의 공간계에서 운동할 경우, 이 운동 관측자는 좌표계의 중심적 위치(좌표축의 0점)를 갖지 않고, 좌표계의 중심적 위치를 갖지 않는 정지 관측자에게 관측자 중심의 논리로 구성된 광속 일정법칙과 상대론적 좌표변환식의 로렌츠인수 ϒ가 적용되지 않는다.
필자의 주장처럼 일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)이 고유의 공간계와 절대적 좌표계를 독립적으로 가지면, 상대적 좌표계의 적용으로 성립된 상대성이론의 모든 주장을 폐기하지 않을 수 없다. 즉 상대성이론의 유도과정에서 적용한 상대적 좌표계는 허구적 위상이고, 이 허상의 상대적 좌표계로 성립된 상대성이론의 모든 주장은 논리적 결함을 갖는다. 그러므로 모든 물리현상의 작용은 일반적 우주공간(또는 지구의 중력장)의 질성과 절대적 좌표계를 적용하는 논리로 해석되어야 한다.
끝까지 읽어 주셔서 감사드립니다.
다음의 차례는 ‘15. 일반 상대성이론의 논리적 결함’입니다.
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