입자의 운동에너지, 그 원천은?
다음은 현대물리학의 기본 난제들을 '한국순환학회의 순환법칙'을 통해 해석하고 설명하는 내용입니다.
1. 힉스입자 발견의 원리와 어떻게 힉스매커니즘이 '공간 양자'의 존재를 입증한 것인가?
유럽입자물리연구소가 입자가속기에서 양성자(반양성자)들을 빛의 속도에 근접하게 가속시켜 서로 충돌시키는 실험들을 하면서 발견한 새로운 사실은 진공과 같이 차가운 우주 공간에는 에너지가 가득 차 있다는 사실입니다.
거대강입자충돌기에서 양성자 덩어리들은 속도가 빨라질수록 더 많이 '공간 양자'들과 더 강하게 충돌하게 되고, 충돌한 공간 양자들은 수축되어 인력이 증가하므로 양성자와 결합합니다. 그러므로 양성자는 속도가 빨라질수록 질량이 더 증가한 상태가 되고, 서로 정면 충돌할 때, 양성자의 수가 많은 큰 덩어리일수록, 맨 앞에서 먼저 충돌하며 압축된 양성자들은 뒤의 양성자들과 연속 충돌하게 되므로 더 압축되어 폭발하게 됩니다. 그래서 본래의 양성자나 표준모형의 기본 입자들보다 더 강한 에너지를 가진 입자들이 방출되고, 예상보다 많은 에너지가 방출되는 것입니다.
공간 양자들은 외부 압력을 받아 수축되면 인력이 증가하여 서로 끌어당겨 결합합니다. 이런 작용에 대하여 작용하는 현상은 일상에서는 물론 실험을 통해서도 확인되기 어렵습니다. 하지만, 두 물체가 충돌할 때 반발력이 생기는 까닭은 공간 양자들이 있기 때문입니다. 움직이는 물체와 충돌한 공간 양자들은 수축되며 '인력'이 증가하여 물체의 원자들과 결합하게 되고, 충돌이 한계에 도달하면, 물체의 원자들과 결합한 공간 양자들은 팽창하게 되어 '척력'이 생깁니다. 그래서 반발력이 발생하는 것입니다. 그러므로 공간 양자들이 작용에 대하여 작용하는 현상은 언제나 우리 곁에서 일어나고 있지만, 작용에 대하여 반작용하는 현상만 보이는 것입니다.
따라서 양성자의 질량 약1GeV보다 더 무거운 질량을 가진 톱쿼크(175GeV), 힉스입자(125GeV)등의 질량으로 붕괴되는 현상은 새로운 입자의 발견이다 아니다를 떠나서, 우리가 살고 있는 공간은 에너지로 가득 차 있고 그 에너지의 존재는 '양자'라는 새로운 사실입니다.
앞으로 입자가속기의 성능이 계속 업그레이드 될수록 본래 양성자보다 휠씬 큰 에너지가 발생되므로 더 질량이 무거운 새로운 입자들이 발견 될것입니다. 하지만 한계도 있습니다. 질량이 너무 증가하면 속도가 느려지기 때문이기도 한데, 결국 이러한 현상이 일어날수 있는 배경도 에너지 입자인 양자가 존재하기 때문입니다.
2. 빛을 내지 않는 암흑물질과 암흑에너지의 정체는 무엇인가?
암흑물질은 초대칭입자인 윔프인가? 액시온인가? 비활성중성미자인가? 하지만 순환법칙에서는 이러한 입자들은 의미가 없습니다. 암흑물질의 본질을 이해시킬수 있는 입자들이 아니기 때문입니다.
우리가 모르는 95%를 이해하기 위해서는, 지구에서나 우주에서나 공간에는 에너지가 존재하며 그 에너지의 주체는 양자들이라는 것입니다. 이 에너지 입자인 양자에 의해 우주 만물은 구성되어 있으며 또한 힘(에너지)에 관여합니다. 이렇게 해석하면 암흑물질과 암흑에너지도 결국의 양자의 일부형태이며 또한 힘인것을 예측할 수 있습니다. 따라서 암흑물질과 암흑에너지는 따로 해결되야되는 문제가 아니고 같이 해결되야할 문제입니다.
암흑물질과 암흑에너지의 기본적인 성질은 다음과 같습니다. 우주 공간에서 은하계들이 끌어당기고 있는 공간 양자들이 수축되어 인력이 증가한 상태가 암흑 물질입니다. 공간 양자들이 팽창하며 척력이 증가한 상태가 암흑 에너지입니다. 따라서 어떤 물질이라도 이러한 상태가 된다면 암흑물질이고 암흑에너지가 되는 것입니다.
암흑물질은 양자 또는 입자의 인력이 증가하여 양자들도 배출되지 않아서 양자들로 구성된 빛(가시광선,자외선,전파,X선 등)이 방출되지 않아서 확인이 어렵습니다. 암흑에너지는 양자들이 팽창하는 힘인 척력입니다. 이제 현대물리학은 양자의 수축과 팽창을 통해 중력자와 척력자를 찾은 것입니다. 따라서 이제 현대물리학은 척력이 존재한다고 확실하게 말할 수 있습니다.
3. 암흑물질 존재의 또다른 증거, 우주의 은하단 운동은 왜 중력의 법칙을 무시하는가?
태양계에 존재하는 행성들은 태양을 중심으로 수성은 공전 속도가 빠르며 해왕성,명왕성등은 공전 속도가 느립니다. 그 이유는 태양이 인력이 워낙 강해 태양계 전반에 힘을 행사하는데 가까운 수성은 태양의 인력이 강해 공전 속도가 빠르고 멀리 있는 행성일수록 인력의 영향을 덜 받아 속도가 느립니다. 이것이 중력의 법칙입니다.
하지만 우주 저멀리 우리와 다른 어떤 은하단에서의 운동법칙은 중력의 법칙을 벗어나서 은하 중심에 별들과 은하 밖의 별들의 공전 속도가 차이가 없이 일정하다는것이 확인되었습니다. 이로써 어떤 암흑물질에 의해 또다른 인력이 은하 밖에 있는 별들을 끌어 당김으로써 은하단안에 존재하는것이 아닌가 하는 의문이 들었습니다. 왜냐하면 암흑물질이 존재하지 않고는 이러한 문제를 해결할 수 없었습니다.
순환법칙에서는 우주의 은하단이 중력의 법칙을 무시하는 이유는 은하단 중심에 있는 중력을 끌어당기는 큰별이 중성자별이기 때문이라고 합니다. 중성자별은 인력과 척력이 같아서 전하도 중성입니다.
공력점의 양자는 팽창이 정지된 상태이어서 (-)전하나 (+)전하의 특성을 갖고 있지 않아 전하가 중성입니다.
순환법칙에서는 척력이 인력보다 큰 상태는 (-)전하이고, 인력이 척력보다 큰 상태는 (+)전하입니다. 따라서 중성자별은 인력과 척력이 같으므로 인력에 의해 끌고 가는 힘이 없기 때문에 은하 중심에 있는 별이나 은하 밖에 있는 별이나 중력에 영향을 받지 않고 중력이 아닌 단지 자기력에 의한 힘에만 끌려가므로 중심에 있는 별이나 밖에 있는 별이나 같은 속도로 움직이는 것입니다.
중성자별들은 별들이 성숙하여 즉, 발달이 다 되어서 인력이 강하지를 못합니다. 그에 비하면 태양은 아직 젊은 별이라고 할 수 있습니다.
4. 암흑에너지 '척력'은 어떻게 존재하는가?
모든 원자들은 진동합니다. 원자들의 진동은 1초에 수억번 이라고 합니다. 이러한 진동은 MRI나 원자시계등에 응용되고 있습니다. 따라서 모든 원자를 가진 입자들은 진동을 한다고 볼수 있습니다. 한편 원자들보다 더 훨씬 작은 중성미자도 진동을 한다는것이 발견되기도 하였습니다. 질량이 거의 없다시피한 중성미자까지 진동시키는 이 에너지의 원천은 무엇일까요? 그이유는 기본입자인 양자의 수축과 팽창에 있다고 정의할 수 있습니다.
현대물리학은 모든 입자들은 진동한다고 정의하고 있지만, 그 진동은 어떤 원리에 의해 또 어떻게 움직이는지 정의하지 못하고 있습니다. 그리고 그냥 단순히 떨리는 진동이라면 모든 입자들이 진동할 이유와 필요가 없습니다. 그것은 더 정확하게 말하면 수축과 팽창입니다. 따라서 양자의 수축과 팽창은 모든 입자들의 진동 즉, 수축과 팽창으로 이어집니다. 따라서 이러한 수축은 밀도를 높여서 인력을 일으키고 팽창은 반대로 척력을 일으켜서 자연과 우주에는 인력(중력)과 척력이 존재하게 됩니다.
공간에 가득찬 양자들의 수축에 의해 중력을 전달한다는 것을 현대물리학이 인정하지 않는다면 중력을 전달하는 물질인 '중력자(파)'는 결코 발견될 수 없을 것입니다. 왜냐하면 중력과 척력은 모든 입자와 우주 어디에나 존재하고 특정 작용없이 본래부터 있는 힘이므로 진정한 기본입자가 아니면 이 역할을 수행할 수 없기 때문입니다.
현대물리학은 암흑에너지인 척력이 존재한다는 사실을 이미 인식하고 있습니다. 왜냐하면 척력은 인력(중력)을 견제할 수 있기 때문에 우주를 유지 시켜줄수 있는 힘이라고 믿고 있습니다. 우주에 인력만 존재한다면 지금의 우주처럼 커질수도 없고 수축만 했을 것이기 때문입니다.
하지만 순환법칙은 인력과 척력에서 한발 더 나아가 공간의 힘인 '공력과 점력'을 설명하고 있습니다.
5. 중력,전자기력,강력,약력이 우주를 구성하는 기본 4힘일까?
표준모형의 기반을 둔 '중력,전자기력,강력,약력'은 우주를 구성하는 기본 힘이라고 합니다. 하지만 이 힘들만 가지고는 자연과 우주의 모든 현상을 설명하기는 역부족하는것은 누구나 공감하는 사실입니다. 순환법칙이 주장하는 힘은 '인력,척력,공력,점력'입니다. 이것은 공간의 힘으로 공간이 자연적으로 가지고 있는 힘입니다. '인력,척력,공력,점력'은 당연히 '중력,전자기력,강력,약력'을 설명할 수 있습니다. 왜냐하면 '중력,전자기력,강력,약력'도 공간이 있어야 존재할수 있는 힘이기 때문에, 공간의 힘인 '인력,척력,공력,점력'은 더 큰 개념의 힘입니다. 인력과 척력은 앞서 간단히 설명드렸고, 공력과 점력에 대해 설명하면, 공력은 공간이 팽창하는 힘입니다. 반대로 점력은 공간이 수축하는 힘입니다. 따라서 큰 의미에서 공력은 우주를 점력은 입자를 의미하기도 합니다. 작은 입자들도 팽창하면 우주가 되고, 넓은 우주도 수축하면 입자가 되듯이 입자와 우주는 태생이 같기 때문에 같은 개념으로 봐야하기 때문입니다.
순환법칙은 '인력,척력,공력,점력'의 상호 순환작용을 다음과 같이 설명합니다.
"척력이 인력보다 계속 더 커질 때는 양자가 차지한 공간이 커지는 상태이므로, 공간은 척력을 감소시키며 인력을 증가시키는 힘을 갖고 있다고 할 수 있기 때문입니다. 따라서 우주 공간의 본질은 완전히 균등한 절대 공간이므로, '공간'은 모든 것들을 균등하게 확산시키는 힘인 '공력'을 갖고 있다고 정의할 수 있습니다. 공간은 하나이고 나누어질 수 없는 무한히 큰 존재이므로, 공간에 대립되는 반공간은 무수히 많고 나누어질 수 있는 무한히 작은 존재들입니다. 그러므로 공간에 대립되는 자료는 '점'이라고 정의할 수 있습니다. 인력이 척력보다 계속 더 커질 때는 양자가 차지한 공간이 작아지는 상태이므로, 양자 속 점들은 근접하여 밀도가 증가할 것입니다. 따라서 밀도가 증가한 점들은 인력을 감소시키고 척력을 증가시키는 힘을 갖고 있습니다. 그러므로 점은 물질을 붕괴시켜 반물질로 전환시키는 폭발력인 '점력'을 갖고 있다고 정의할 수 있습니다."
표준모형의 '중력,전자기력,강력,약력'은 서로 별개의 힘이고 또한 힘의 전달물질도 따라보고 있습니다. 광자,글루온,W/Z입자가 그러합니다. 물론 중력자는 찾지 못하고 있습니다. 하지만 순환법칙은 '인력,척력,공력,점력'은 '공간과 점'안에서 서로 공존하고 순환하며, 힘의 전달물질은 양자라고 주장합니다.
6. 반물질은 어떻게 존재하는가?
물질은 인력을 갖고 있으므로 인력에 대립되는 척력은 물질에 대립되는 존재인 반물질이 갖고 있을 것입니다. 그러므로 양자 속에는 물질과 반물질이 공존하고, 양자가 수축되어 인력이 증가하면 물질이 증가하고, 수축이 한계에 도달하여, 양자가 팽창되어 척력이 증가하면 반물질이 증가한다고 정의할 수 있습니다.
기존의 물리학은 물질과 반물질은 충돌하면 에너지로 전환되므로 공존할 수 없다고 주장합니다. 하지만, 유럽입자물리연구소는 거대강입자가속기를 이용해 반물질인 반수소(antihydrogen) 원자들을 만들어 1,000초 정도 가두는데 성공하였다고 합니다. 이것은 반물질이 우리 주위에 물질과 더불어 공존하고 있다는 암시입니다. 순환법칙은 물질과 반물질은 충돌하여 에너지로 전환되면서 각각 극소량으로 쪼개지며 결합하여 하나의 양자를 형성하여 공존하며 상호 증감하고 있어, 양자들은 수축과 팽창을 반복한다고 주장할 수 있습니다.
따라서 순환법칙의 기본4자료는 자연을 구성하는 '물질, 반물질, 공간, 점', 물질은 인력, 반물질은 척력, 공간은 공력, 점은 점력을 갖고 있다고 정의할 수 있습니다. 점들과 물질과 반물질이 결합하여 공간을 차지함으로써 '하나의 양자'가 되고, 양자들이 수축하며 결합하여 물체가 되고, 팽창하며 확산되어 '공간 양자'들이 됩니다.
기존의 물리학에도 양성자와 반양성자, 중성자와 반중성자가 있습니다. 하지만, 중성자가 폭발하여 반양성자로, 반양성자가 팽창하여 반중성자로, 반중성자가 수축되어 양성자로, 양성자가 더욱 수축되어 중성자로 전환되는 순환 과정을 순환법칙처럼 설명할 수 있는 이론은 없습니다.
7. (+)전하 물체들은 접근하면 서로 끌어당기지 않고, (-)전하 물체들처럼 서로 미는 이유?
(+)전하 물체는 인력이 척력보다 증가한 상태이므로 주위의 공간 양자들을 끌어당기고 있습니다. 그래서 (+)전하 물체 두 개를 접근시키면, 사이에 있는 주의의 공간 양자들은 양쪽에서 끌어당기는 합력에 의해, (+)전하 물체 두 개를 직선으로 잇는 중심선 쪽으로 이동하는 힘을 받게 됩니다. 이와 동시에 중심선 주위에 있는 공간 양자들은 (+)전하 물체들에 끌려 양쪽으로 이동하게 되고, 이로 인해 두 힘이 균형을 이룬 곳에 진공이 순간 형성됩니다. 이 진공 속으로 측면의 공간 양자들은 이동하며 동시에 (+)전하 물체들에 끌리어 양쪽으로 이동하게 되므로, 진공이 연속하여 형성됩니다. 따라서 측면의 공간 양자들이 진공으로 이동하여 팽창하며 서로 밀며 동시에 양쪽으로 끌리게 되므로, 결과적으로 두 (+)전하 물체는 서로 밀게 됩니다.
이와 더불어, (+)전하 물체들 사이의 주위에 있는 측면의 공간 양자들은 양쪽에서 끌어당기는 합력에 의해 중심선으로 이동하여 밀도가 증가하므로 수축되고, 수축된 공간 양자들은 인력이 증가하므로 (+)전하 물체들을 끌어당기게 됩니다. 그러므로 (+)전하 물체들은 접근하면 처음에는 서로 미는 힘이 생기지만, 한계가 되면 끌어당기는 힘과 미는 힘이 균형을 이루게 되므로 더 밀어지지 않게 됩니다. 이 현상이 합력의 이중성입니다.
합력의 이중성은 지상에서는 중력이 강해 확인이 어렵습니다. 하지만, 지구와 달은 합력의 이중성에 의해 서로 끌어당기면서도 밀고 있어 충돌하지 않고 있습니다.
이러한 공간 양자들의 역할이 천문학계가 찾고 있는 암흑 물질과 암흑 에너지입니다. 공간 양자들은 실체가 검증될 수 없을 만큼 매우 작은 존재들이지만, 그 수가 무한히 많고 기본 자료들과 기본 힘들을 갖고 있어, 수축되면 인력이 증가하여 암흑 물질의 특성을 갖게 되고, 수축되었다가 팽창하면 척력이 증가하여 암흑 에너지의 특성을 갖게 되기 때문입니다.
8. 빛과 에너지는 질량이 있을까?
빛은 에너지를 갖고 있고, 에너지는 양자들의 집합이고, 양자는 자연의 기본 자료들과 기본 힘들을 다 구비하고 있습니다. 그러므로 빛은 질량을 갖고 있습니다.
하지만 빛은 항상성이 있어 속도가 일정하고 수명이 깁니다. 이것은 빛이 공간에 있는 양자들과 서로 에너지를 주고 받기 때문인데, 따라서 양자의 습성은 주변에 있는 양자들과 에너지를 주고 받는 열린계라는 것입니다. 또한 양자는 거의 무한한 에너지를 가지고 있다고 판단됩니다. 이것이 모든 입자들을 수없이 수축과 팽창하게 하는 원동력입니다.
빛과 에너지를 구성하는 양자는 완전체로 예측이 되며, 질량과 힘을 구성하는 것은 물론이며 지구상의 거의 모든 생명체에 활력을 주는 에너지(힘)가 있습니다.
표준모형의 빛을 구성하는 광자는 질량이 없습니다. 따라서 물질을 구성할 수 없고, 광자가 구성하는 빛 또한 마찬가지로 질량을 가질수 없습니다. 또한 광자는 전자기력의 매개입자 역할을 하는데에 만족해야 할 뿐입니다. 하지만 순환법칙의 빛과 에너지의 구성입자인 양자는 모든 입자와 우주에 질량과 에너지를 부여하는 진정한 기본입자입니다.
9. 빛의 입자와 파동의 이중성은 무엇일까?
빛은 물체로부터 방출될 때 수축된 상태에서 팽창하고, 빛은 양자들의 집합이므로, 빛의 양자들은 팽창하며 주위의 공간 양자들을 수축시키게 됩니다. 그래서 팽창한 빛 주위의 공간 양자들은 수축되며 인력이 증가하여 서로 결합하여 벽을 형성하여 빛의 양자들이 밖으로 빠져나가는 것을 방지하게 됩니다. 빛의 팽창이 한계에 도달하면, 수축되며 벽을 이루었던 공간 양자들은 팽창하게 되므로 팽창한 빛의 양자들을 수축시키게 됩니다. 따라서 팽창했던 빛은 원래의 상태로 수축되었다가 다시 팽창하게 되므로, 팽창과 수축을 반복합니다. 그러므로 수축할 때는 입자의 특성이 나타나고, 팽창할 때는 파동의 특성이 나타나므로, 빛은 입자와 파동의 이중성을 갖고 있습니다.
10. 우주의 빅뱅을 일으키는 힘은 도대체 어떤 힘일까?
우리의 우주를 둘러싸고 있는 은하계들이 한 점으로 모이다 팽창하게 되어 빅뱅이 발생하였다고 할 수 있으므로 빅뱅을 일으킨 힘은 수축된 별들의 모든 양자들이 갖고 있던 팽창하려는 힘이 점력점에서 폭발한 것입니다.
지구에서도 태풍, 토네이도 등 자연현상이 발생하듯 우주에서도 '인력,척력,공력,점력'에 의해 힘의 균형이 깨지거나 대립하게 되면 블랙홀, 화이트홀, 빅뱅 등과 같은 현상이 발생됩니다.
11. 우주는 절대공간일까 상대공간일까?
우주 공간은 절대 공간이지만 공간 양자들이 가득 차 있어 상대 공간입니다. 공간 양자들은 별들의 중력에 의해 밀도가 변하므로 우주 공간은 균일하지 않습니다. 따라서 블랙홀, 암흑물질과 암흑에너지와 같은 현상이 발생됩니다.
양자의 인력과 척력은 대립성이 있습니다. 그러므로 양자속에서 물질이 증가하여 인력이 증가하면 반물질은 감소하여 척력이 감소하고, 반물질이 증가하여 척력이 증가하면 물질은 감소하여 인력이 감소합니다. 마찬가지로 양자 속의 공력과 점력은 대립성이 있습니다. 그러므로 양자가 차지하는 공간이 커지어 공력이 증가하면 점의 밀도가 감소하므로 점력은 감소하고, 양자가 차지하는 공간이 작아지어 공력이 감소하면 점의 밀도가 증가하므로 점력은 증가합니다.
12. 상대성이론의 시공의 왜곡현상과 시간여행/공간이동은 가능한가?
상대성이론은 시간과 공간이 결합한 시공이 왜곡되어서, 중력은 시공간의 휘어짐에 의해 전달된다고 합니다. 따라서 지구가 태양 주위를 또 달이 지구 주위를 도는 이유는 시공간이 휘어져서 중력이 그길을 따라 돌기 때문이라고 합니다 하지만 상대성이론은 시공간이 도대체 어떤 원리에 의해 휘어질수 있는지 설명하지 못합니다. 순환법칙에 의하면 중력은 시공간이 휘어져서 전달되는 것이 아니라, 공간에 가득한 에너지 입자인 양자들이 수축하려는 인력에 의해 전달됩니다. 또한 태양과 지구와 달은 각각의 인력과 척력이 작용하고 각각의 행성은 자기력이 있기 때문에 행성들은 자전과 공전을 할 수 있다고 설명하고 있습니다.
시간은 질량과 형체가 없는 존재이기 때문에 공간과 같이 휘어질 수 없습니다. 수학적으로는 가능하다고 하나 수학은 시간과 같이 변화를 일으키는것이 아니라 변화를 관측하는 수단일 뿐입니다.
순환법칙은 시간의 개념이 없습니다. 왜냐하면 시간은 질량과 형체가 없기 때문에 '양자'와 '인력,척력,공력,점력'에 영향을 주지도 받지도 않습니다. 따라서 시간은 변화를 관측하는 수단일 뿐입니다.
상대성이론에 의하면 속도가 빨라지거나 중력이 강하면 시간이 느리게 간다고 합니다. 최근의 원자시계나 기계식시계들은 중력에 의한 시간 지연에 대한 보정 기술이 발달하여 과거보다 시간이 더 정확해 졌습니다. 또한 원자시계의 몇억년의 1초오차는 단지 이론상의 오차일뿐, 우주와 지상의 환경이 다르기 때문에 GPS위성의 시계와 지상의 시계는 오차가 더 커집니다. 왜냐하면 공간은 힘으로 가득차 있기 때문입니다. 이러한 공간의 힘인 '인력,척력,공력,점력'은 속도, 자기장, 중력, 척력등에 의해 모든 물체의 입자들을 가만히 놔두질 않습니다. 따라서 모든 물체들은 이 힘에 영향을 받아서 미묘한 변화를 일으킵니다. 이러한 현상의 변화가 느려지거나 빨라지는 것을 측정하는 것이 시간인데, 이러한 변화를 두고 시간이 느리게 갔다거나 빠르게 갔다 혹은 과거로 갔다 미래로 갔다라고 해석하는것은 순환법칙을 몰랐던 시대의 유물입니다.
하지만 순환법칙은 상대성이론의 질량과 에너지의 상호전환, 속도와 중력에 의한 시간의 지연, 공간의 왜곡 등을 통한 선구 이론이 있기 때문에 지금의 순환법칙이 탄생될 수 있었다고 주장합니다.
13. 질량과 에너지는 어떻게 상호 전환되는가?
상대성이론의 가장 큰 업적중에 하나라고 볼수 있는 질량과 에너지 상호 전환입니다. 질량이 에너지로 변환되는 과정은 핵분열 과정에서 핵분열된후 조각들의 질량이 분열전보다 작아졌으며, 이때 사라진 질량이 에너지를 발생시킨것으로 실험을 통해 확인되었습니다. 그리고 에너지가 질량으로 변환되는 과정은 입자가속기에서 양성자의 충돌에너지가 더 큰 질량을 붕괴되는 현상과 또한 전자를 가속시켜도 질량이 증가되는 현상이 실험을 통해 확인되었습니다. 이러한 현상은 일상생활에서는 쉽게 일어나지 않으나 일상과 다른 극박한 환경의 변화가 생기면 이러한 현상이 일어나게 됩니다. 이러한 현상을 강력과 약력으로는 설명이 안됩니다. 즉, 질량과 에너지 사이에 서로 주고 받으며 서로 전환 가능한 그 무언가의 정체를 모르면 설명이 안됩니다. 질량을 구성하는 양자와 에너지를 구성하는 양자는 서로 질량을 주고 받으며 전환된다라고 설명하지 않으면 이 문제를 해결할 수 없습니다. 현대물리학은 에너지(빛) 자체는 질량이 없는 존재로 정의하고 또한 물질을 구성할 수 없다고 정의하면서, 질량과 에너지는 등가하다고 주장하는 것은 모순입니다. 순환법칙은 "에너지는 양자화(입자화) 되어있다."라는 플랑크(Max Plank)의 고전 물리학에서부터 시작합니다.
질량과 에너지의 상호전환은 단지 입자들에게만 해당되는 것은 아닙니다. 빛에너지로 식물은 광합성을하여 세포가 증가하고, 인체 또한 빛에너지를 통하여 뼈와 세포를 발달 시킵니다. 운동을 통해서 질량은 에너지로 전환 됩니다.
14. 순환법칙과 초끈이론의 공통점과 차이점은?
초끈이론은 입자들은 둥근형태가 아닌 끈의 형태를 가지고 있고 이러한 초끈들이 연결되어 진동하면서 중력이 전달된다고 합니다. 순환법칙과 초끈이론은 입자가 진동하고 이러한 진동이 중력을 전달한다는것과는 공통점이 있습니다. 하지만 차이점은 끈이 아닌 입자라는 점 그리고 입자가 단지 진동이 아닌 수축,팽창을 반복한다는점과 초끈의 정체는 '양자'라는 입자라는 점 그리고 진동현상을 설명할 수있는 기본힘과 기본자료가 있다는점 등 입니다.
15. 중성미자는 어떻게 지구를 통과하는가? 전자, 빛, 중성미자의 차이점.
우주 공간에는 빛을 발산하는 항성들과, X선이나 중성미자들을 발산하는 중성자별 등이 수없이 많이 공존하고 있습니다. 거시 세계와 미시 세계는 같은 원리에 의해 지배되므로, 원자의 핵 속에는 항성에 해당하는 양성자가 있고 중성자별에 해당하는 중성자가 있습니다. 마찬가지로 양성자와 중성자 속에는 양성 쿼크와 중성 쿼크가 있고, 쿼크 속에는 양성 양자와 중성 양자가 있어, 각각은 시스템을 형성한다고 할 수 있습니다.
빛은 질량이 너무 작고 인력과 척력이 비슷하여 중성이지만, 물체의 원자들과 충돌하면, 빛의 양자들은 수축되어 인력이 증가하므로 원자의 양자들과 상호 작용하여 일부는 흡수되고 나머지는 반사됩니다.
중성미자는 빛이나 X선보다 진동 속도가 훨씬 더 빠르고 인력과 척력이 균형을 이루고 있어, 물체와 충돌하여도 원자들의 진동과 공조를 이룰 수 없어 결합하지 않으므로 방해받지 않고 지구를 통과합니다.
화이트홀과 블랙홀은 대립쌍입니다. 둘은 각각의 중심으로 양자들을 끌어당기는 강력한 힘을 갖고 있다는 공통성이 있지만, 원리는 정반대입니다. 화이트홀이 끌어당기는 힘은 공간의 공력이고, 블랙홀이 끌어당기는 힘은 물질의 인력이기 때문입니다.
우주 공간에서 공간 양자들의 밀도가 높은 곳은 인력이 커진 상태이므로 상대적으로 인력이 낮은 주위의 공간 양자들을 계속 끌어당기게 됩니다. 이렇게 모여든 공간 양자들은 수축될수록 인력이 증가하므로 주위의 공간 양자들을 계속 끌어당기게 되므로 블랙홀이 됩니다. 블랙홀의 내부에서 공간 양자들이 결합하여 쿼크 입자들이 생성되고, 쿼크 입자들이 결합하여 양성자가 생성되기 시작하면 수축 후반기가 됩니다.
인력점의 블랙홀이 수축 후반기로 되면, 가장 커졌던 인력은 감소하기 시작하고, 가장 작아졌던 척력은 증가하기 시작하고, 점력은 증가하여 공력보다 더 커지게 됩니다. 척력이 증가하기 시작한다는 것은 블랙홀 내부에서 중성자들이 폭발하여 양자들을 방출하기 시작한다는 뜻입니다. 그러므로 블랙홀은 빛을 내는 별로 진화합니다. 블랙홀은 처음에는 파장이 긴 빛을 내다가, 점력점에 도달하기 전까지는 인력이 척력보다 강한 상태이므로 원자들이 수축되어 밀도가 계속 증가하여 폭발력이 강해지므로, 차츰 파장이 짧은 빛을 내게 됩니다. 그래서 블랙홀은 적색 거성과 주계열성을 거쳐 X선, 우주선, 중성미자를 발산하는 중성자별로 진화하게 됩니다.
중성자별의 중심으로 들어갈수록 원자들을 에워싸고 있는 공간 양자들은, 원자들의 합력에 의해, 더 수축되어 인력이 증가합니다. 그래서 원자들은 극도로 수축되어 점력점에 더 근접하여 있어, 중성자들이 매우 증가한 상태입니다. 따라서 중성자별은 중성자들의 폭발력이 증가하여 초고온 초고압 상태를 이루고 있고, 강한 전자기파를 발산하고 있습니다.
점력점에 근접할수록 별들은 자기장의 세기가 증가합니다. 그 까닭은 중심의 원자들이 극도로 수축되어 자기 결합을 하게 되기 때문입니다. 별의 원자들은 중심에 있을수록 더 수축되어 점력점에 근접하여 있습니다. 외부의 원자들은 중심의 원자들보다 인력이 더 커서, 외부의 원자들이 서로 끌어당기며 중심의 원자들을 압축시키기 때문입니다. 그래서 중심의 원자들은 외부의 원자들보다 더 수축되어 중성자들이 증가합니다. 중성자들이 증가한 중심의 원자들은 전하가 중성이 되어 서로 근접하기 쉽게 되어 밀도가 증가하여 사이가 좁아지므로, 별들은 질량이 증가하여도 크기가 작아집니다.
중성미자와 X선을 방출하던 중성자별이 폭발하는 까닭은 외부에 있는 다른 별이 중성자별을 둘러싸고 있는 공간 양자들을 끌어당기는 힘이 증가하면, 중성자별은 상대적으로 척력이 증가하므로 한번에 많은 중성자들이 폭발하기 때문입니다. 중성자별은 폭발하면 처음에는 매우 수축된 중성자들이 폭발하므로 많은 중성미자들이 방출되지만, 폭발력이 급격히 감소하여 덜 수축된 중성자들이 폭발하므로, 중성미자 대신 가시 광선들이 방출되어 밝은 빛을 내게 됩니다.
팽창 후반기는 척력이 인력보다 큰 상태이므로 시스템이 차지한 공간은 계속 커지지만, 중심에 생긴 화이트 홀의 공력에 의해 내부의 양자들이 중심으로 이동하므로, 척력이 차츰 감소하며 팽창이 정지되어 공력점에 도달하게 됩니다.공력점에 도달한 시스템은, 화이트 홀의 중심으로 이동한 양자들이 서로 충돌하며 수축되어 인력이 증가하기 시작하므로, 중심이 형성되어 양자들을 끌어당기기 시작하므로 수축 전반기 시스템으로 되어 순환 운동을 지속하게 됩니다.
지금까지 한국순환학회의 순환법칙을 통해 여러가지 현대 물리학의 난제들중 몇가지를 살펴 보았습니다. 앞으로 순환법칙이 한국 물리학계의 발전에 도움이 됐으면 합니다. 여러분도 순환법칙을 활용하여 더 많은 세계의 물리학 난제에 도전해 보세요