시공간 관성좌표계가 갖는 주요 성질 중,
좌표계의 팽창 수축 변환에 있어서,
시간 주기의 팽창 수축, 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어남으로써, 가능케 하는 것은
시공간의 양자화이다.
시간 주기의 팽창 수축과 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어날 때, 추가적으로 주어지는 것이 입자와 파동의 분리이다. 입자는 물질적인 분야에서 파동은 시공간적인 분야에서 각각 동시에 일으나게 된다. 물질파는 시공간 팽창도의 파동으로 나타나고, 물질인 입자의 이동과 동시에 입자를 포함하고 있는 시공간의 시공간 팽창도 파동으로 주어지기 때문에 입자와 파동이라는 전혀 다른 두 가지 성질이 동시에 나타날 수 있게 된다.
반면 하이젠베르그의 불확정성 원리는 입자와 파동을 혼합하여 유도한 개념이므로, 그 결과 자연스럽게 하이젠베르그의 불확정성 원리는 옳지 않는 이론으로 배제된다.
따라서 4차원 민코프스키 시공간 관성좌표계에서 시간 주기의 팽창 수축과 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어남을 인정하게 될 경우, 시공간 관성좌표계의 극소형화가 가능하고, 불확정성 원리가 동시에 배제되므로 말미암아 플랑크 상수 이하의 크기로 양자화가 가능하게 된다.
물론 시간 주기의 팽창 수축과 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어남은 로렌츠 길이 수축의 의미가 정지한 시공간 좌표계의 길이 단위인 자의 크기 수축이라고 인정할 때 자연스럽게 유도된다.
(그림1)
(그림1)과 같은 시공간 관성좌표계의 도입은 다음의 사실에 의해 매우 유용해진다.
시공간 관성좌표계 내부 관찰자와 외부 관찰자는 존재한다.
내부 관찰자의 입장에서는 항상 광속 불변의 법칙이 성립한다.
이는 시간 주기 팽창 수축 정도와 공간 거리 팽창 수축 정도가 항상 동시에 동일하게 조율되어 나타나기 때문이다.
그 결과 시공간 관성좌표계의 팽창 수축 변환, 이동 변환, 회전 변환 등 다양한 좌표계 변환에도 불구하고 내부 관찰자의 입장에서는 내부 관찰자가 가지고 있는 시계의 시간 주기와 자의 크기가 동시에 변하기 때문에 결국 함께 변환되어 주어지게 되는 시계와 자로 측정된 빛의 속도 역시, 동일한 광속 c로 항상 일정하게 유지된다.
이는 매우 중요한 사실을 유도한다.
시공간 휨의 본질이 무엇인지 알려준다.
첫째 우리가 알아야 하는 사실은 일반상대성이론에서는 시간 주기 팽창 수축과 공간 거리 팽창 수축을 동시에 동일하게 일어남을 인정하고 있는 것으로 여겨진다는 것이다. 단지 특수상대성이론에서만 인정되지 않고 있는 것으로 보인다.
이는 다음의 사실로 인하여 알 수 있다.
(그림2)
(그림2)의 초공간에 있어서 별의 지표면에 가까이 갈수록 기울기가 가파라져 공간 거리가 점점 팽창되는 결과를 낳기 때문이며, 원자시계 관측을 통해 지표면에 가까울수록 시간이 느리게 간다는 실험 결과로 인함이다.
그러면 시공간 휨의 본질은 무엇인가?
다음과 같은 시공간 관성좌표계의 변환이라고 추정된다.
(그림3)
이를 다음과 같이 간단히 표현할 수 있다.
(그림4)
4차원 시공간 관성좌표계가 (그림4)와 같이 사다리꼴 변환을 형성하였다고 하자.
바깥 파란선의 테두리는 4차원 시공간 관성좌표계의 경계선 즉, 윤곽을 나타내고 안의 빨간 화살표의 역삼각형 노란색 도형은
광속 c를 나타낸다. 상부 쪽이나 하부 쪽에 상관없이 광속 c는 일정함을 나타낸다.
사다리꼴의 4차원 시공간 관성좌표계 내부 관찰자의 입장에서는 관성좌표계의 상부 쪽이나 하부 쪽에 상관없이 광속 c는 항상 일정함을 나타낸다. 이는 시계의 시간 주기와 공간 거리가 동시에 동일하게 수축되어 있기 때문에 속도는 일정하게 유지되기 때문이다.
이를 기초로 하여
보어의 양자 가설을 재조명해 보자.
전자의 궤도가 (그림5)와 같이 시공간 관성좌표계의 변환에 의해 원자 주위를 둘러싸고 있는 휘어진 시공간 관성좌표계를 형성하게 되면 보어의 양자 가설 1은 깨끗이 설명된다.
이를 보다 간단히 표현하면 (그림6)과 같다.
(그림6)
휘어진 시공간 관성좌표계가 에너지 준위를 달리하면서 (그림7)과 같이 형성되어 있으면 보어의 양자 가설 제 2가정까지 만족시킬 수 있게 된다.
이와같이 변형된 빛시계에 의한 결과인 시간 주기와 공간 거리의 상대성 원리와 로렌츠 길이 수축이 나타내는 바가 정지한 시공간 관성좌표계의 길이 측정 기구인 자의 수축에 있다고 인정할 경우,
시공간은 매우 깔끔하게 양자화되게 된다.
여기에는 더 이상 하이젠베르그의 불확정성 원리가 성립하지 않게 되며,
보른의 확률적 해석은 시공간의 기하학적 해석으로 교체된다.
그리고 양자중력이론이 성공적으로 형성된다.
좌표계의 팽창 수축 변환에 있어서,
시간 주기의 팽창 수축, 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어남으로써, 가능케 하는 것은
시공간의 양자화이다.
시간 주기의 팽창 수축과 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어날 때, 추가적으로 주어지는 것이 입자와 파동의 분리이다. 입자는 물질적인 분야에서 파동은 시공간적인 분야에서 각각 동시에 일으나게 된다. 물질파는 시공간 팽창도의 파동으로 나타나고, 물질인 입자의 이동과 동시에 입자를 포함하고 있는 시공간의 시공간 팽창도 파동으로 주어지기 때문에 입자와 파동이라는 전혀 다른 두 가지 성질이 동시에 나타날 수 있게 된다.
반면 하이젠베르그의 불확정성 원리는 입자와 파동을 혼합하여 유도한 개념이므로, 그 결과 자연스럽게 하이젠베르그의 불확정성 원리는 옳지 않는 이론으로 배제된다.
따라서 4차원 민코프스키 시공간 관성좌표계에서 시간 주기의 팽창 수축과 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어남을 인정하게 될 경우, 시공간 관성좌표계의 극소형화가 가능하고, 불확정성 원리가 동시에 배제되므로 말미암아 플랑크 상수 이하의 크기로 양자화가 가능하게 된다.
물론 시간 주기의 팽창 수축과 공간 거리의 팽창 수축이 동시에 동일한 비율로 조율되어 일어남은 로렌츠 길이 수축의 의미가 정지한 시공간 좌표계의 길이 단위인 자의 크기 수축이라고 인정할 때 자연스럽게 유도된다.
(그림1)
(그림1)과 같은 시공간 관성좌표계의 도입은 다음의 사실에 의해 매우 유용해진다.
시공간 관성좌표계 내부 관찰자와 외부 관찰자는 존재한다.
내부 관찰자의 입장에서는 항상 광속 불변의 법칙이 성립한다.
이는 시간 주기 팽창 수축 정도와 공간 거리 팽창 수축 정도가 항상 동시에 동일하게 조율되어 나타나기 때문이다.
그 결과 시공간 관성좌표계의 팽창 수축 변환, 이동 변환, 회전 변환 등 다양한 좌표계 변환에도 불구하고 내부 관찰자의 입장에서는 내부 관찰자가 가지고 있는 시계의 시간 주기와 자의 크기가 동시에 변하기 때문에 결국 함께 변환되어 주어지게 되는 시계와 자로 측정된 빛의 속도 역시, 동일한 광속 c로 항상 일정하게 유지된다.
이는 매우 중요한 사실을 유도한다.
시공간 휨의 본질이 무엇인지 알려준다.
첫째 우리가 알아야 하는 사실은 일반상대성이론에서는 시간 주기 팽창 수축과 공간 거리 팽창 수축을 동시에 동일하게 일어남을 인정하고 있는 것으로 여겨진다는 것이다. 단지 특수상대성이론에서만 인정되지 않고 있는 것으로 보인다.
이는 다음의 사실로 인하여 알 수 있다.
(그림2)
(그림2)의 초공간에 있어서 별의 지표면에 가까이 갈수록 기울기가 가파라져 공간 거리가 점점 팽창되는 결과를 낳기 때문이며, 원자시계 관측을 통해 지표면에 가까울수록 시간이 느리게 간다는 실험 결과로 인함이다.
그러면 시공간 휨의 본질은 무엇인가?
다음과 같은 시공간 관성좌표계의 변환이라고 추정된다.
(그림3)
이를 다음과 같이 간단히 표현할 수 있다.
(그림4)
4차원 시공간 관성좌표계가 (그림4)와 같이 사다리꼴 변환을 형성하였다고 하자.
바깥 파란선의 테두리는 4차원 시공간 관성좌표계의 경계선 즉, 윤곽을 나타내고 안의 빨간 화살표의 역삼각형 노란색 도형은
광속 c를 나타낸다. 상부 쪽이나 하부 쪽에 상관없이 광속 c는 일정함을 나타낸다.
사다리꼴의 4차원 시공간 관성좌표계 내부 관찰자의 입장에서는 관성좌표계의 상부 쪽이나 하부 쪽에 상관없이 광속 c는 항상 일정함을 나타낸다. 이는 시계의 시간 주기와 공간 거리가 동시에 동일하게 수축되어 있기 때문에 속도는 일정하게 유지되기 때문이다.
이를 기초로 하여
보어의 양자 가설을 재조명해 보자.
1. 원자 속의 전자는 이의 각운동량이 (플랑크상수/2π)의 정수 배인 궤도만을 안정된 상태로 돌 수 있다. (정상상태 가설)
이는 다음과 같을 때, 위의 제 1가정은 성립한다.
(그림5)
전자의 궤도가 (그림5)와 같이 시공간 관성좌표계의 변환에 의해 원자 주위를 둘러싸고 있는 휘어진 시공간 관성좌표계를 형성하게 되면 보어의 양자 가설 1은 깨끗이 설명된다.
이를 보다 간단히 표현하면 (그림6)과 같다.
(그림6)
휘어진 시공간 관성좌표계가 에너지 준위를 달리하면서 (그림7)과 같이 형성되어 있으면 보어의 양자 가설 제 2가정까지 만족시킬 수 있게 된다.
2. 안정된 상태의 전자궤도 사이를 넘나들 때에는 그 차이에 해당하는 에너지값을 가진 광자를 방출하거나 흡수한다. (진동수 가설)
(그림7)
시공간은 매우 깔끔하게 양자화되게 된다.
여기에는 더 이상 하이젠베르그의 불확정성 원리가 성립하지 않게 되며,
보른의 확률적 해석은 시공간의 기하학적 해석으로 교체된다.
그리고 양자중력이론이 성공적으로 형성된다.
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