특수상대성이론의 부분 수정과 비국소성의 설명 양자중력공간 에세이

아인슈타인의 특수상대성이론이 말하는 바는 모든 관성계에서의 광속 불변의 법칙이다.

그러나 광속불변의 법칙이 성립하지 않는 대표적인 예가 시공간의 팽창 부분이다.
태초에 빅뱅이 있었다고 가정한다면, 그리고 현재의 인플레이션 이론처럼 초기에 급격히 커졌다면,
초기의 시공간 팽창 속도는 광속을 휠씬 넘어선다.
지금의 우리 우주 공간의 시공간 팽창 속도도 광속의 90%를 넘어서고 있다.
이는 우리 우주 공간 외부 관찰자의 관점이다. 그 외부 관찰자는 인플레이션 이론을 논하고 그림으로 그리고 있는 우리 물리학자들일 것이다. 휘어진 시공간을 논하고 있는 물리학자들도 역시 외부관찰자이며, 휘어진 시공간을 실험에 의해 측정하고자 하는 이들도 외부 관찰자의 입장에 서고자 하는 이들일 것이다.

그러나 우리 우주 공간 내에 속해 있는 내부 관찰자의 입장에서는 항상 광속은 c로 일정하다.

즉, 특수상대성이론은 어느 영역에서 사용되어지는 이론인가?
다름아닌 내부 관찰자의 관점에서만 성립하는 이론이다. 내부 관찰자의 관점에서는 광속불변의 법칙이 항상 성립하기 때문이다.
그래서 모든 관성계 내에서 광속은 불변한다고 하지 않는가?

즉, 관성계 외와의 문제는 전혀 다르다. 광속 불변의 법칙은 성립하지 않는다.
그러나 관성계 외라고 해도 또다른 관성계 내부에 해당한다면 그때는 또다른 관성계 내부 관측자의 관점에서는 역시 광속불변의 법칙은 성립할 것이고, 특수상대성이론은 역시 적용될 것이다.

특수상대성이론이 성립하지 않는 부분은 관성계 외부 관찰자의 관점에서 빛의 속도가 어떻게 될 것인가이다.
여기서 관성계란, 시공간 관성좌표계를 뜻하며, 시공간 팽창도가 그 속성으로 따라가는 좌표계이다.

그럼 무엇이 오류인가?
첫째, 변형된 빛시계 모형에서 보는 바와 같이, 정지된 시공간 관성좌표계에서 움직이는 시공간 관성좌표계의 시계를 바라보면, 시간 주기가 팽창되고, 움직이는 시공간 관성좌표계에서 정지된 시공간 관성좌표계의 시계를 바라볼 때는 시간 주기가 기존 알려진 사실과는 달리 시간 주기가 수축된다는 것이다.
둘째, 로렌츠 길이 수축이 의미하는 바가 움직이는 시공간 관성좌표계의 길이 수축만을 의미하지 않고, 정지한 시공간 관성좌표계의 길이를 재는 척도인 자의 길이의 수축을 의미한다는 것이다. 자의 길이의 수축을 의미하므로 당연히 움직이는 시공간 관성좌표계의 길이 역시 수축되는 것이다.

위의 두 가지 내용의 수정은 다음을 유도한다.
시공간 관성좌표계에 있어서 고유 시간 주기 팽창과 고유 공간 거리 팽창은 동시에 동일하게 조율되어 일어난다.
이는 시공간으로 하여금 그 자신이 갖는 시공간 팽창도에 의해 퍼텐셜 에너지를 갖게 된다. 

이는 다음을 또한 유도한다.
모든 물체는 물체 고유의 시공간과 결합되어 있다.
따라서, 물체와 결합되어 있는 고유의 시공간은 자신의 시공간 팽창도의 속성을 가짐으로 배경 시공간에 영향을 미쳐 시공간 팽창도의 파동을 형성한다. 이것이 물질파이다. 이는 분자 레벨의 중력파에 해당한다.

그러므로 입자가 이동하게 되면, 입자 자체에 의한 입자성과 그 배경으로 있는 시공간에 형성되는 시공간 팽창도의 파동에 의해 파동성을 동시에 형성한다. 
그 결과 전자 이중 슬릿 실험에서 보는 바와 같이 입자성과 파동성이라는 이중적인 특성을 보이게 된다. 
전자기파 역시 시공간 팽창도의 파동으로 추정되므로, 전자 이중 슬릿 실험에서 관측을 위한 빛의 투입은 시공간 팽창도의 파동의 혼란을 유발해 정상적인 중첩 상쇄 패턴을 나타내지 못하게 된다. 
빛의 투입이 없을 경우에는 시공간 팽창도의 파동의 중첩 상쇄에 의해 정상적인 패턴을 나타낸다. 

따라서, 그 결과 
하이젠베르그의 불확정성 원리는 완전히 틀린 이론으로 배제된다. 
이는 파동성과 입자성을 혼합하여 유도한 이론이기 때문이다. 
위의 대략적인 설명에서 보는 바와 같이 파동성과 입자성은 동시에 나타나지만 물체와 시공간에 의해 병행되어 나타나는 현상으로 해석되므로 하이젠베르그의 불확정성 원리는 완전히 틀린 이론이 된다. 

이 글의 첫 부분에서 설명하였듯이 두 가지 미세한 오류를 수정하게 되면 아스펙트의 실험에서 보였던 비국소성을 오히려 환원주의적 입장에서 설명 가능하게 된다. 

(그림1)
위  (그림1)에서 보는 바와 같이 시간 주기가 무한대인 시공간 관성좌표계가 있다고 하자.
그럴 경우, 시간 주기가 무한대로 팽창되어 있기 때문에 또한 공간 거리 역시 무한대로 팽창되어 있다고 할 수 있다.
그러므로, 내부 물체가 a에서 b로 이동할 경우, a와 b사이의 거리가 아무리 멀더라도 그 거리가 유한의 거리라면, 소요시간은 0이 된다. 즉, 시간이 전혀 걸리지 않는다.
소위, 시공간 팽창도가 무한대인 시공간 관성좌표계이다.

자연계에서 과연 위의 조건을 만족하는 시공간 관성좌표계가 존재할 것인가?
결론은 존재한다.
그 대표적인 예가, 광속으로 움직이는 광자를 이루는 시공간 관성좌표계이며, 또 다른 하나가 믈랙홀의 특이점이다.

시공간 팽창도가 무한대인 시공간 관성좌표계가 어떤 통로의 형태로 형성되었다면 그 통로를 지나는 물체는 순간 이동을 하게 된다. 그 방향은 양방향성이다. 정보 교환은 순간에 이루어진다.
따라서 비국소성을 나타내게 된다.

즉, 확률론적 이론이 아니라하더라도 결정론적 이론에서도 비국소성이 설명된다.

따라서 본인이 말하고자 하는 바는 특수상대성이론의 부분적 수정을 통하여 환원주의적 해석이 양자 역학 전 분야에 있어서 가능하게 된다는 것이다.


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양자중력공간 이론과 빛

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