제로존 이론, 세상 누구든지 이름을 얻고 싶다면 이 문..

 

제로존 이론, 세상 누구든지 이름을 얻고 싶다면 이 문제를 풀어보라!

 

 

 

<아인슈타인>의 <특수상대성 이론>에 의하면 등속으로 이동하고 있는 모든 관찰자에게 모든 법칙은 동일 하다. 우선 빛의 속도가 일정 하다는 것이다.

 

빛의 속도가 일정하다는 것이 아인슈타인이 이 이론을 발표했던 당시의 과학자들의 관점에서 볼 때 얼마나 황당한 주장 이었던가!

 

<아인슈타인>은 1905년 이러한 이론을 발표했고, 내심 많은 과학자들이 이 이론에 대하여 많은 논란이 있을 것으로 생각했다. 그러나 세상은 이 이론을 약속이나 했듯이 무시했다. 아인슈타인은 엄청스럽게 당황(?)했다.

 

<상대성이론> 이전에는 관찰자에 있어서의 상대 속도는 덧셈이나 뺄셈이 가능 하였다.

그러나 상대성 이론에 있어서는 관측자가 정지해 있거나, 버스를 타거나, 로케트에 타고 있더라도 빛이 횅~지나갈 때, 빛의 속도는 누구나 일정?하여(관측자의 상태에 관계없이)  속도의 덧셈/뺄셈이 불가능하다.

 

아무도 이런 생각을 하지 못했을 때 <아인슈타인>은 그야말로 놀라운 발상의 전환을 이루어냈다.  상대성 이론이 왜 유명한가? 그 이유를 간단히 설명해 보라고 하면 실제 잘 모른다. 상대성 이론을 모르는 사람에게 있어서 이러한 놀라운 사고를 한 <아인슈타인>의 천재성을 엿 볼 수 있을 것이다.

 

고등수학이나 복잡한 논리를 동원할 필요 없이 <광속불변의 원리>는 이 하나의 사실로 쉽게 증명 가증하다.

 

E=m c^2 (여기서 m은 입자의 질량)은 모든 물체는 빛보다 빨리 달릴 수 없다는 명제를 가장 확실하게 해주는 결정타가 되고 있다. (왜 하필 제곱인가? 함 생각해 보시유~이미 제로존은 시간 날 때마다 이야기 다 했다. 또 신동아 8월호 기사에서도 이야기 했고~)

 

<뉴턴>은 자신의 새로운 물리이론을 펼 때 이것을 검증 할만한 수학 체계가 아직 개발되지 않았으므로 직접 자기 손으로 새로운 툴을 만들어서 그 정합성을 보여 주었다.

 

<아인슈타인>도 마찬가지다. 그는 특수상대성 이론에 부합되는 중력이론을 자신이 직접 만들기로 했다. 소위 <일반 상대성이론>의 탄생이다.

 

<아인슈타인>에 있어서 중력은 별게 아니었다. 중력은 휘어진? 시공간 자체라는 것이다.

 

질량의 존재가 공간을 왜곡 시킴으로써 중력이 전달 된다는 것이다. 즉, 중력이라는 것이 질량으로부터 공간이 왜곡 되면서 나타나는 현상임을 천명했다.

 

엄는 허공에서 최초 물건이 갑자기 어디서 나왔는가? 질량개념 밝힌다고 힉스-키블 메카니즘 등 수백 페이지를 쓴 눔들이 더러 있다. 그래 안 해도 될 낀데~

니 뭐꼬? 씰때 엄는 소리하고 허공에 손가락 휘둘러봐야 소용 업따.

 

고대 그리스 기하학, 유클리드 기하학은 회전하는 공간내부에서 <아인슈타인>은 새로운 중력이론을 전혀 써 묵을 수가 없었다. 가속운동을 하고 있는 관측자의 관점을 올바르게  서술 할 수 없다는 결론을 내리고 <로바체프스키 기하학>이나 <리만 기하학> 같은 비유클리드 기하학을 생각한 것이다. <일반 상대성이론>은 직관을 사용한 <특수 상대성이론>과 달리 아인슈타인이 어려븐 수학 쓰다가 자기도 이해 못했다.

 

여하튼 우리는 여기서 위대한 물리학자들이 그 당시까지 도저히 이해하지 못했던

자연현상을 설명하기 위해서 나름대로 자신이 고안한 새로운 이론체계를 만들어

내고 있다는 점에 주목 하자.

 

빛의 속도가 일정하다? 공간이 휘어진다? 이 도대체 무슨 황당한 소리인가? 이러

한 개념 은 오늘날 이 시각까지도 여전히 논란이 되고 있다. 빛은 도대체 무엇인

고?  빛의 속도 보다 빠른 것은 엄는가? 무시기? 공간이 짜부러 졌다고? 등등이다.

 

상기의 개념들을 정확히 이해하기 위해서는 우선적으로 시급한 작업은 무엇인가?

무엇을 처음부터 배워야 하고 어디서부터 시작 하는가? 이것이 제1 딜레마이다.

이 딜레마는 물리학을 한 30년 공부하고 난 뒤 입에서 절로 튀어 나온다. 내가 지

어낸 말이 아니다. 

 

동서양 물리학 고수들의 한결 같은 이야기다.

만약 이런 질문이 튀어 나오지 않는다면 물리학자가 아니라 물리학 기술자다.

 

제로존 이론은 오랜 시간 동안 방황한 뒤 이름이 무엇인가에 대해서 제1 의문을

가진바 있다. 수학의 황제 <가우스>는 방안에 틀어박혀 24년 동안 괴팅겐 집밖에

서 밤을 보낸 적이 단 한번도 없다고 전해진다.

 

일이 복잡하게 얽힐 때면 멈추고 다음 질문을 곰곰히 생각해 본다.

“과연 내 질문이 올바른 것이 었던가?”

 

공부(수행)를 많이 하게 되면 답의 정확성이 아니라 질문의 유용성을 알게 되어

질문을 잘하게 된다. 중요한 것과 어려븐 것(난이도)은 별개다. 중요한 것일수록

단순한 것이 좋다.

 

위대한 음악은 쉬우며 예절의 근본은 간명하다고 <예기>에서

말한다. 여기서 음악은 사물의 이치를 추구하는 물리학이며 예절은 삼라만상의 질

서라고 할 수 있다.

 

당신의 이름은 누가, 왜, 뭣 땜시 그렇게 붙여 주었는가?

사람은 어떤 대상(개념, 존재, 현상)을 보면 무의식적으로 그것에 대하여 이름을

지어주고 싶은 충동을 느낀다. 

 

이름 짓기의 충동, 필요성은 근본적으로 다른 사람들과의 의사 소통에서 유래한다

는 것을 깨닫게 된다.

이 세상에 인간이 딱 한 사람만 존재 한다면 이런 대상들에 굳이 이름을 지을 필

요성은 없었을 것이다. 이는 분명 우리가 사는 세상이 타자(他者)를 생각하고 있다

는 관계다.

 

어떤 대상에게 이름을 지어줄 때야 비로소 그 대상이 우리의 인식 공간 속에 정식

으로 포섭된다. 어머나~ 김춘수 시인의 <꽃>이 생각 나네~

 

내가 그의 이름을 불러 주기 전에는

그는 다만

하나의 몸짓에 지나지 않았다.

 

내가 그의 이름을 불러 주었을 때

그는 나에게로 와서

 

꽃이 되었다.

 

내가 그의 이름을 불러 준 것처럼

나의 이 빛깔과 향기에 알맞은

누가 나의 이름을 불러 다오.

 

그에게로 가서 나도

그의 꽃이 되고 싶다.

 

화원에 핀 많은 꽃 중에 하필 그 꽃의 이름을 <호박 꽃>이라 한다면 다른 꽃은

<그 즉시 그 하필 이름 붙인 그 이름>이 사라진다. 이것은 선가(禪家)에서 색즉시

공 공즉시색이라 했것다. 호박 꽃이 생겨나면(色) 다른 꽃은 그 색(色)에서 사라진

다.

곧 공(空)이 된다.

 

다른 꽃은 <호박 꽃>이 읍따. 수학 적으로 공집합 이것이 하나의 정(定)한 이치이

다. 그리하여 일정(一定) !!!

 

빛? 속도? 일정? 움직여 뻐려? 시간? 공간? 비틀려? 순수한 자연에 누가 이 요상한

이름을 붙어 주었는가?

 

용서는 이해를 전제로 한다.

계산은 비교를 전제로 한다.

이해와 비교에는 무엇보다 먼저 이름이 필요하다.

 

바른 비교는 계산을 정확 하거나 정밀하게 한다. 하지만 바른 이해는

바른 비교가 선행 되어야 한다. 이 이후에 참된 용서가 가능하다. 참된 용서가 가

능한 순간 많은 사람들의 갈증을 풀어 줄 우물을 팔 자격이 생긴다.

 

이 세상의 많은 민족, 종교, 자원 등의 싸움은 비교와 이해의 부족에서 생긴다.

 

한 번 이름을 정(定)하면 영원하다. 겉의 이름을 꼴 백번 아무리 바꾸더라도 그 이

름은 영원하다. 예수가 아무리 하나님의 아들이라 하더라도 목수의 아들이라는 이

름으로 규정한다.

 

요셉 - 아들의 관계는 일정하다 – 군중은 그 최초의 일정함을 인식 속에 각인하고

있는 것이다.

 

다른 건 다 빼놓고 일정하다는 말을 물리학적으로 먼저 따져 보자.

일정하다는 말이 그 자체로 무엇인가?

 

좋다! 그라믄 도대체 무엇에 대해서 일정하다는 말인가?

 

여기서 광속도에 대해서 기초물리학적으로 알아보자.

 

단어 하나하나의 개념에 대해서 따지지 말고 그냥 대략 읽어보자, 그리고 그 개념

은 숫 돼지가 새끼를 낳고 고무다리에 털 날 때까지 나중에 개인적으로 시간을 두

고 따져보라.

 

여하튼 물리사전을 찾아서 써놓은 것이니 의심하지 말고 광속도 정의에 대한 역

사성을 살펴보자. 이 내용을 일반인은 말 할 것도 없고 첨 읽는 물리학자도 많을

것이다.

(주)는 제로존의 설명을 첨가한 것이다.

 

빛은 진공 속을 어느 방향으로나 같은 속도로 직진한다. 파장이나, 밝기에 좌우되

지 않는다. 광원의 속도와도 무관하다.  움직이는 광원에서의 빛은 그 방향에 따라

파장과 진동수는 다르나 속도는 같다.

 

움직이는 거울에 반사시키면 파장과 진동수는 변하지만 속도는 불변이다. 이것을

<광속일정의 원리>라고 한다.

 

광원의 속도는 좌표계에 따라 달라진다. 광속은 좌표계의 속도에 의존하지 않으므

로 좌표계에 관계 없다. 상대성 원리에 광속일정의 원리를 도용하면, 모든 관성좌

표계에서 광속 c 의 값은 같게된다.

 

그러나 광속은 절대적이다. 자연계에 속도의 차원을 갖는 보편상수 c 가 존재 한

다는 것이다. ㈜혹자는 상대성 이론을 절대성 이론이라고도 했다. <아인슈타인>

은 상대성이라는 용어보다 공변성(共變性, convariation) 또는 불변성(不變性,

invariability)이라는 용어를 더 좋아했던 것으로 알고 있다.

 

 

(아래 수식부분이 잘 안보이면 그 부분을 클릭하면 선명하게 보일 것이다) 

 

전자기파(빛)의 속도가 진공 속에서 일정한 값

 

 

 

 

 

를 갖는 것은 <맥스웰> 전자기학의 결론이다.

 

ε0, μ0 는 각각 진공속에서 유전율과 투과율로서 쿨롱의 법칙, 비오-사바르법칙의 비례계수

 

 

 

 

 

이다..

앞의 것은 실험값, 뒤의 것은 A(암페어)의 정의이다.

 

오늘날 두 물리량은 광속과 함께 정의값(exact value)으로 처리하고 있다.

㈜제로존 이론에서는 두 물리상수(계수)를  정확히 계산해 낸바 있다.

어떻게??? ~ 그리고 어떻게 확신하나??? ~ 계속 읽어 보자.

 

<아인슈타인>은 <맥스웰이론>이 상대성 원리에 위반되지 않는 것으로 인정하

고, 광속이 광원의 속도에 의존하지 않는다는 것을 원리로 하여 새로운 상대론을

만들었다. 그것이 특수 상대성 이론이다.(1905년)

 

광속의 등방성에 관한 검증으로 마이켈슨-모올리(Michelson-Morley)의 실험이

있었으며(1887년), 광속값의 불변성에대한 검증으로서 케네디-손다이크Kennedy-

Thorndike)의 실험이 있다.(1932년)

 

광속이 광원의 속도에 의하지 않는다는 것은 쌍둥이별을 관측(한쪽은 빨강 쪽으

로 다른 쪽은 파랑쪽으로 파장의 변위가 동시에 극대로 된다) 함으로써 알 수 있

는데 직접적인 검증 실험은 CERN(유럽 원자핵 공동연구소)에서 이루어졌다.

 

고에너지 양성자를 헬륨에 충돌시켜 6GeV이상의   중간자를 생성 시킨다. 이

것이 속도0.99955c로 달리는 광원이 된다.(   는 바로 2개의 광자로 붕괴한다)

그   의 진행방향으로 방출되는  γ  선 펄스의 속도를 측정 하였더니, 역시

 

 

 

였다. (주)제로존 이론은     뿐만 아니라  중간자의 계산도 이미 끝냈다.

 

광속 c 값 결정하려면 광 펄스의 주행시간을 측정하여도 좋으나 단색광의 파장

λ와 진동수   ν를 독립적으로 측정하여 c = λν 를 이용하여도 좋다.

 

양(量)을 측정한다는 것은 표준으로 하는 같은 종류의 양과의 비(比)를 재는 것으

로 파장의 표준과 진동수의 표준이 필요하게 된다.

 

표준은 충분히 안정하고 불변적인 것, 재현 가능한 것이어야 한다.

(주)이 순간에 옛날에 블로그에 올린 내용(잃어버린 시간을 찾아서 등)과 제로존

이론의 공준, c=h=s=1을 생각해 본다

 

원자와 분자들이 흡수 복사하는 빛의 선스펙트럼이 표준(?)으로 적합하다.

 

파장의 표준으로서 크립톤()의 선스텍트럼 중 특정 파장이 선택되고 있다.

이 빛의 진공 속의 파장은

 

 

 

이다.

 

이것이 길이의 단위 m(미터)의 정의였다.(1960년)

 

진동수의 표준으로 세슘(  )스펙트럼 중 특정 파장의 것(파장 약 3.26cm, 바

닥상태의 초미세준위 사이의 전이에 의한) 이 선택 되었다. 그 빛의 진동수를,

       

로 한다.  (주)제로존 이론의 공준에 의하여 유도단위인 Hz = 1 이 된다.

 

이것이 시간의 단위 s(초)의 정의이다.(1967년)

 

그런데 He-Ne 레이저의 발진파장의 하나인 3.39μm는 메탄()의 흡수선에

공명되어 안정화 된다.

그 파장의 진동수를 각각 위의 표준과 비교하여,

 

 

 

를 얻었다. 따라서 광속도 c = λν 의 값은

 

 

                                 

 

가 된다.(1973년)

이 c 값의 정밀도  은 실은 상기 길이의 정의식 크립톤 파장측정의 정밀도 자체에서 나온 것이다.(선스펙트럼이라 하여도 폭을 갖는다)

 

보다높은 정밀도의 스펙트럼선을 사용하여 길이를 재 정의 하지 않는 한, c 값의 정밀도는 나아지지 않는다.

 

그러나 그런 일을 할 필요가 있을까?

 

시간의 단위, 길이의 단위, 광속 c 의 3개의 값 중, 독립적인 것은 2개이다.

 

광속 일정의 원리를 믿는다면 c 값을 정의 하는 것이 좋다. 실제로 1986년 이래

 

 

                                 

 

가 c 의 정의값으로 사용되고 있다.

 

광속도 정의에 대한 역사적인 이야기를 대략적으로 써 보았다.

그러면 여기서 호기심이 발동하는 부분이 있다. 왜 하필 광속도의 상수가

2.99792458 x 10^8 인가?

 

제로존 이론은 오랫동안 수수께끼 같은 문제를 풀고자 했다. 이 문제가 오늘의 핵심문제 이다. 그 사이 몸 풀었으니까 생각해 보자. 김춘수의 꽃, 색즉시공, 호박 꽃 이야기가 무심코 나온 이야기가 아니다.

 

당신이 숫자를 단순히 평소에 계산해 사용하는 기호로 보았다면 당신은 고향에 돌아온 <예수>를 단순한 목수의 아들로 간주 하고 있는 것이다. 나이 어린 <예수>를 얼빵하게 생각 하고 있는 것이다. 관계란 이미 정함에서 유래된 것이기 때문이다.

 

그러나 최초의 그 정(定)함 속에서 바른 관계성을 바로 알 수 없다.

바른 관계성은 그 정(定)함의 역리(Paradox)를 이해해야 한다. 일정을 단순히 번역 할 것이 아니라 해석해야 한다. 뜻을 전(傳)하려고 말은 하지만(이름 지음) 뜻이 통한 다음에는 말을 잊는다.

 

이것이 정(定)한 다음의 바른 비교, 바른 이해의 단계이다. (이 부분에서 헷갈릴끼다. 그러믄 다시 올라가서 다시 읽어라. 이건 답을 두고 일부러 삥삥 돌리는 것이 참말로 아니다. 다음에라도 행여 지가 철학자나 미친 눔처럼 나를 제발 번역 해다오! 절규하지 말고…)

 

드디어 진짜 밥 굶지 않고 이름 얻을 수 있는 실전문제!!!

 

다음 미지수 A,B,C,D는 잘 알려진 물리량이다. 이 물리량과 광속도의 상수가 조화롭게 관계 되어 있다. 神은 이 세상을 조화롭게 설계한 모양이다. 조화정(造化定)!!!

 

A,B,C,D는 각각 어떤 물리량인가?

 

<호킹>이 말한 모든 것의 이론, TOE(Theory Of Everything)에서 선택의 여지가 없는 것이다.

 

그리고 그 이론은 물논의 깨구리 처럼 말 할 것도 없이 매우 심쁠~ 해야 한다.

왜 하필 이 문제를 내는가?(잘났으면 지가 하지? 단박에 이런 심뽀를 가진 눔이 있을 것이다. 에~혀 이거 말고도 이런~거 수타게 많다. 심심하거나 학문에 욕심이 있어 세상에 이름내고 싶은 눔이 있다면 이걸 한번 풀어봐라. 틀림업씨 노벨상 탈수 있을끼다. 그런디 좀 머리통 굴려야 할끼다~)

 

 

 

 (잠깐~~~~ 오늘 못묵는 술 한잔 했더니 분모,분자가 좀 바끼십니다. @~~^^$%&#*^)--> 죄송합니더~~~~~.

 

[Ⅳ] 

 

 

   

[Ⅰ],[Ⅳ]는 물리량과 광속 계수랑 1,2,3,4~등 재미난 숫자와의 관계를 보여준 것이다. 광속상수 2.9979248과 함께 일정한 물리량이 일부러 짜맞추어 연기를 펴 보이는 것 처럼~ 1,2,3,4,5,6,7,8,9,8,7,6,5,4,3,2,1과 연결되는 것은 참으로 아름답지 아니한가 !!!

 

실제로는 이보다 더 씸쁠하게 표현할 수 있다. 숫자도 물리량도 마찬가지로 이름이다.

 

 

언젠가 과갤에서 “씸쁠리스티 이즈 마이 베스트 빨러시” 라고 한적이 있다.(영어

몬 써서…)

 

어려브먼 그만 두 삐라~세상일이 그리 쉽나~? 가만히 앉아서 떨어지는 홍시 묵을 수 있나? 그리고 노벨상이 얼라 이르미가? 인터넷이니까 코쟁이도 함 해보래이~

 

힌트~ 그 물리량이 엄청스럽게도 자주 나오는 물리량이다. 혹시 소 뒷발 차서 쥐새끼 잡을 수도 있을 끼다.(유도 과정은 복잡하게 풀이할 필요 없이 간단한 오랄테스트로 할끼다)

 

과갤의 쏠레아 �이 밥만 묵으면 제로존에 원하던 것 이니까 함 푸러보소~ 괜히  Ten children(=十 兒?) 소리할라! ㅎㅎ

 

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