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6. 지구의 중력장과 광행차효과의 연관성

1. 브래들리(Bradley)의 광행차(광로차)효과를 일반적 논리의 관점으로 해석하는 과정에서는, 우주공간의 공간적 기반이 지구의 지표면까지 연장되는 조건을 전제하였다. 즉 지구 본체와 우주공간의 관계는 개방적으로 열려 있고, 지구의 측정기(관측자)가 우주공간의 기반에 대해 접촉적으로 운동(공전)한다는 것이다. 그러므로 광행차효과가 발현되기 위한 전제조건에서는 반드시 공전운동의 지구 측정기가 우주공간의 기반을 투과적으로 관통하고, 우주공간의 기반이 광파의 진행상황(전파과정과 진행경로)을 통제적으로 보존(구속)해야 된다. 이러한 의미로 해석되는 광행차효과의 발현과정에서 지구 중력장의 존재와 역할이 간여할 명분은 전혀 없다.

2. 광행차효과의 일반적 해석처럼 공전운동의 지구 측정기(관측자)가 우주공간의 기반을 투과적으로 관통할 경우, 광속도의 합산적 변화가 반드시 검출되어야 한다. 이러한 광속도의 합산적 변화를 고려하면, 우주공간의 기반에 대한 지구의 공전속도를 절대적 가치로 표현하는 것이 가능하다. 그러나 지구의 공전속도를 확인하기 위한 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서는 광속도의 합산적 변화가 검출되지 않았다. 이러한 간섭계 실험과 광행차효과는 물질적 공허의 공간모형과 광속일정법칙이 유리한 입장으로 선택되는 계기를 제공하였다. 또한 광행차효과의 일반적 해석을 수용하면, 우주공간의 에테르가 공전운동의 지구에 끌려 다닌다는 프레넬(Fresnel)의 가설을 부정할 수 있다. 즉 지구의 주변에는 정지상황의 에테르가 분포되지 않았다는 것이다.

3. 일반적 논리의 관점으로 해석되는 광행차효과의 전제조건에서는, 우주공간의 공간적 기반이 광파(별빛)의 진행상황을 통제적으로 보존(구속)하고, 광파의 진행상황을 보존한 우주공간의 기반에 대해 지구의 관측자가 공전속도로 운동되어야 한다. 즉 광파의 진행상황에 대해 지구의 관측자가 공전속도로 운동한다. 이러한 논리로 해석되는 광행차효과의 작용원리는 상대성이론의 기본개념을 부정한다. 왜냐하면 광파의 진행상황을 통제적으로 보존한 우주공간의 기반에 대해 지구의 공전속도가 절대적 가치로 표현될 수 있기 때문이다. 여기에서는 광파의 진행상황이 보존된 우주공간의 기반에 대해 절대적 좌표계를 설정하는 것이 가능하다. 그러므로 우주공간의 기반이 절대적 좌표계를 가질 수 있다.

4. 그러나 필자의 절대성이론에서는 광행차효과의 작용원리를 다른 논리의 관점으로 해석한다. 여기에서 절대성이론의 관점으로 해석되는 광행차효과의 작용원리는 다음의 가상적 사고실험을 통하여 편리하게 이해할 수 있다. 그림 6의 가상적 사고실험에서 n1은 우주공간의 공간적 기반, n2는 투명유리의 분포영역, C는 우주공간의 공간적 기반이 보존한 광파의 진행경로, C0는 투명유리 n2의 내부로 입사된 광파의 진행경로, V는 투명유리의 운동속도, θ는 투명유리 n2의 내부로 입사된 광파 C0의 굴절각을 표현한다.

        

그림 6. 운동상황의 투명유리에 대해 수직방향으로 입사되는

광파의 굴절과정을 상징적으로 표현한 상황도.

5. 그림 6의 가상적 사고실험에서 투명유리 n2의 내부는 우주공간의 공간적 기반 n1에 대해 분리 단절된 것으로 가정하였다. 이러한 조건의 가정은 공상적 사고실험의 예시일 뿐이고, 실제의 상황에서 투명유리 n2와 우주공간의 기반 n1은 분리 단절되지 않았다. 그림 6의 A처럼 좌측방향의 운동속도 V를 갖는 투명유리 n2에 대해 우주공간 n의 광파 C가 수직방향으로 입사(진입)될 경우, 운동 투명유리 n2의 경계면과 수직방향의 광파 C가 충격적으로 반응하고, 이 충격적 반응의 대항력이 투명유리 n2의 내부로 입사된 광파 C0의 진행방향(전파경로)을 결정한다. 여기에서는 그림 6의 B처럼 입사 광파 C의 전파속도와 투명유리 n2의 반응적 운동속도 -V가 하나의 벡터량으로 합성되고, 이 벡터량의 합성은

  

의 굴절각으로 표현할 수 있다. 이와 같이 운동과정의 투명유리 내부로 진입된 광파가 의 굴절각을 갖는 상황은 광행차효과의 작용으로 오해될 수 있다.

6. 광행차효과는 필자의 해석처럼 독립상태의 공간적 기반을 갖는 지구 중력장의 경계면에서 발현된다. 또한 광행차효과는 브래들리의 해석처럼 진공적 의미의 공허한 공간모형에서도 발현될 수 있다. 즉 지구 중력장이 독립상태의 공간적 기반을 갖지 않더라도 광행차효과가 발현된다. 이러한 광행차효과의 발현과정에서 지구의 중력장이 갖는 공간적 독립성의 여부는 중요한 영향을 주지 않는다. 하나의 예로 브래들리가 제시한 광행차효과의 해석은 진공적 의미의 공허한 공간모형에서 유효적으로 활용되고, 필자가 제시한 광행차효과의 해석은 실체적 요소로 가득 채워진 절대적 공간모형에서 유효적으로 활용될 수 있다. 그러므로 광행차효과는 우주의 공간모형을 선택하는 과정에서 중요한 의미를 갖지 않는다.

7. 지구의 중력장은 우주공간에 대해 독립적으로 분리된 공간적 기반을 갖고, 이 독립상태의 지구 중력장이 우주공간에 대해 30 Km/sec의 공전속도로 운동한다. 그러므로 우주공간의 광파가 공전운동의 지구 중력장으로 진입(입사)될 경우, 이 진입 광파는 중력장의 기반에서 다시 30만 km/sec의 새로운 광속도를 갖는다. 여기에서 지구 중력장의 내부로 진입한 광파는 30만 km/sec의 광속도를 유지하고 있으나, 이 광파의 파장과 진동수는 도플러효과에 의해 공전속도의 비율만큼 증감되어야 한다. 하나의 예로 지구의 공전방향에서 중력장의 내부로 진입한 광파의 파장은 청색편이를 갖고, 공전운동의 반대방향에서 중력장의 내부로 진입한 광파의 파장은 적색편이를 가질 것으로 추정된다.

8. 지구의 중력장은 우주공간에 대해 독립적으로 분리 단절된 공간적 기반(좌표계)을 갖고, 지구 중력장의 기반은 우주공간에 대해 30만 m/sec의 등속도로 공전한다. 그러므로 중력장 내부의 운동 물체가 우주공간으로 탈출(이탈)할 경우, 우주공간의 좌표계로 표현되는 탈출 물체의 운동속도는 30만 m/sec의 공전속도만큼 추가적으로 증가한다. 즉 인공위성의 운동속도는 우주공간의 좌표계와 지구 중력장의 좌표계에서 각각 다른 가치로 표현되어야 한다. 만약 우주공간의 인공위성을 지구 중력장의 좌표계로 표현하면, 이 지구 중력장의 좌표계로 표현한 인공위성의 운동속도가 허구적 가치를 갖는다. 그러나 허구적 가치의 운동속도를 갖는 인공위성이 다시 지구의 중력장 내부로 진입될 경우, 본래의 정상적 가치로 회복된다. 이러한 조건의 표현과정에서는 지구 중력장의 독립성이나 경계면이 무시될 수 있다.

9. 우주공간의 좌표계와 지구 중력장의 좌표계는 독립적으로 분리 단절되었다. 여기에서 지구 중력장의 기반은 지구의 본체와 함께 동행적으로 공전하고 외부의 영향으로부터 간섭받지 않는다. 이러한 논리의 주장은 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험이 결정적으로 증명한다. 또한 우주공간과 지구 중력장이 독립적으로 분리 단절된 좌표계를 각각 가질 경우, 이들의 두 좌표계에서 광속 일정법칙이 개별적으로 성립되고, 모든 물리법칙이 동일한 모양으로 적용될 수 있다.

10. 지구의 중력장은 우주공간에 대해 독립적으로 분리된 공간적 기반(좌표계)을 갖고, 이 중력장의 기반은 지구의 본체와 함께 동반적으로 공전한다. 그러므로 지구의 중력장은 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람(바탕질의 상대적 흐름)으로부터 간섭적 변화의 영향을 받지 않는다. 그러나 우주공간의 상대적 공간바람은 광속도의 탄성력으로 전파(전달)되는 효과에 의해 지구 중력장의 공간적 기반을 잠재적으로 투과(관통)한다. 특히 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람이 지구의 모든 소립자를 잠재적으로 투과할 경우, 지구의 모든 소립자는 공전속도의 관성적 운동에너지를 개별적으로 보존할 수 있다. 즉 지구 중력장의 공간적 기반이 지구의 모든 소립자를 포용적으로 감싸고 있으나, 지구의 모든 소립자는 우주공간에 대해 30 Km/sec의 공전속도(자전속도)로 운동하는 형태의 상황적 조건을 갖는다.

11. 지구의 모든 소립자는 우주공간의 기반에 대해 공전하거나 자전하는 형태의 관성적 운동에너지를 개별적으로 보존한다. 그러나 지구의 본체에 대해 일체적으로 연결되지 않은 물체(소립자)는, 자전효과의 각속도를 가질 수 없다. 하나의 예로 푸코(Foucault)의 진자는 지구의 본체에 연결되지 않았고, 지구의 본체에 연결되지 않은 푸코의 진자는 자전효과의 각속도를 상실한다. 이와 같이 자전효과의 각속도가 상실된 푸코의 진자는 마지막에 주어진 왕복형태의 운동에너지(운동량)만을 본래의 벡터량으로 보존한다.

12. 우주공간과 지구 중력장은 독립적으로 분리 단절된 공간적 기반을 가졌으나, 우주공간과 지구 중력장의 공간적 독립성은 하나의 경계선으로 명료하게 구별되지 않고, 중력장의 높이에 따라서 점진적으로 변화된다. 하나의 예로 지표부 근처의 중력장은 우주공간에 대해 90 %의 부분적 독립성을 갖는 것으로 추정된다. 왜냐하면 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험에서 예상효과의 10 %(광파의 파장에 대한 의 변위)가 검출되었고, 밀러(Miller)의 정밀한 간섭계 실험에서도 간섭무늬의 이동효과(광파의 파장에 대한 의 변위)가 발견되었기 때문이다. 이러한 실험결과를 전제할 경우, 지구의 중력장은 우주공간에 대해 90%의 독립성을 갖는 것으로 간주될 수 있다. 물론 지구 중력장의 높이가 올라 갈수록 우주공간에 대한 공간적 독립비율이 낮아진다. 특히 지구 중력장의 공간적 독립성은 물체의 가속적 낙하속도(자유낙하)에 대해 연관성을 갖지 않는데, 그 이유는 다음의 기회에 설명하겠다.

13. 지구의 공전운동에 의한 우주공간의 상대적 공간바람은 지구의 중력장을 잠재적으로 투과(관통)한다. 그러나 지구의 중력장은 우주공간에 대해 분리 단절된 공간적 기반과 좌표계를 독립적으로 갖는다. 그러므로 지구의 중력장 내부에서 정지 관측자의 입장으로 측정(관찰)한 광파의 전파속도가 항상 본래의 가치를 불변적으로 유지한다. 이러한 조건의 실험결과는 아인슈타인의 광속 일정법칙을 증명하는 것으로 오해될 수 있다. 만약 지구의 중력장 내부에서 관측자가 운동할 경우, 이 운동 관측자의 입장으로 측정한 광파의 전파속도는 반드시 관측자 자신의 운동속도 V만큼 합산적으로 증가된 C'=C+V(C'>C)의 초광속도를 가져야 한다. 왜냐하면 지구 중력장의 기반이 광파의 진행상황(전파속도)을 통제적으로 보존(구속)하고, 광파의 진행상황을 보존한 지구 중력장의 기반에 대해 관측자가 투과적으로 관통(운동)되기 때문이다. 이러한 조건의 실험방법은 아직까지 시도된 사례가 전혀 없었다. 아인슈타인이 주장한 광속일정법칙의 치명적 약점은 광속도 C=L/t의 최종적 가치가 시간 t에 따른 거리의 변화량 L+L1+L2로 결정되는 원초적 기본개념을 무시한 부분이다.

 

♯ 참고 - 상기의 내용은 필자가 주장하는 절대성이론의 일부입니다. 상기의 내용은 아래의 링크에서 더욱 구체적으로 해설되고 있습니다.

http://batangs.co.kr/s-29-1.htm - 지구 중력장의 독립성

http://batangs.co.kr/s-29-2.htm - 우주공간과 중력장의 구조적 경계

                                                                                     2013. 7. 30.

 

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