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중성미자 진동(neutrino oscillation)이
노벨물리학상을 받은 까닭 (2)
우주 공간에 팽창하여 가득 차 있는 양자들을, 수축하여 물체를 이루고 있는 양자들과 구별하기 위하여, ‘공간 양자’라로 부르기로 합니다.
공간 양자들은 앞의 기본 문제들을 해결하는 열쇠다.
공간 양자들은 우주 공간에 가득 차 있으므로 모든 자연 현상들에 관여합니다. 그러므로 공간 양자들은 앞의 기본 문제들에서 중요한 역할을 합니다.
전자 중성미자는 이동하며 충돌한 공간 양자들과 결합하여 뮤온 중성미자로 되고, 뮤온 중성미자는 공간 양자들과 계속 충돌하며 결합하여 타우 중성미자로 되고, 타우 중성미자는 질량이 많이 증가하여 이동 속도가 느려져, 공간 양자들과 충돌하는 압력이 낮아지므로, 타우 중성미자와 충돌하며 수축된 공간 양자들은 외압이 낮아져 폭발하게 되므로, 타우 중성미자는 전자 중성미자로 전환된다고 정의할 수 있습니다.
뇌파, 중파, 단파, 마이크로파, 가시광선, X선, 감마선, 우주선 등 모든 전자기파들은 물체의 원자들로부터 나옵니다. 진동이 빠른 전자기파일수록 더 압축된 원자들이 붕괴될 때 발생합니다. 초신성이 폭발할 때 발생하는 중성미자들은 가장 압축된 원자들이 붕괴될 때 발생하므로 진동이 가장 빠른 전자기파라고 정의할 수 있습니다.
그래서 중성미자들은 지구 내부의 원자들보다 진동 속도가 빠르기 때문에 지구 내부의 원자들과 충돌하여도, 공조를 이루어 원자와 결합하기 전에, 저항을 받지 않고 원자들의 곁을 통과하게 되므로 지구 속을 관통할 수 있습니다.
전자 중성미자는 가장 수축된 원자들이 폭발하는 과정에 발생하므로 전자기파들 중에서 에너지와 질량을 가장 많이 갖고 있어, 내부의 양자들이 돌아가며 수축과 팽창을 반복하게 되어, 가장 빠르게 진동한다. 그러면서도, 전체적으로는 부피가 커질 때와 작아질 때가 있어서, 부피가 커질 때 많은 공간 양자들과 결합하여 뮤온 중성미자와 타우 중성미자의 특성을 나타나게 되고, 증가한 질량으로 인해 속도가 느려지면 폭발하게 되어, 타우 중성미자는 전자 중성미자로 돌아가는 탈바꿈이 생긴다고 정의할 수 있습니다.
다른 전자기파들도 탈바꿈이 있지만, 에너지와 질량의 양이 적어 확인되지 않는다고 정의할 수 있습니다.
공간 양자들은 우주 공간에 가득 차 있고, 질량이 있어 중력에 끌립니다. 중력에 끌린 공간 양자들은 수축되면 인력이 증가하므로 우주 공간에 가득 차 있는 공간 양자들은 중력에 끌려 인력이 증가하게 됩니다. 이 증가한 인력에 의해 별들은 서로 끌어당기게 됩니다. 그러므로 공간 양자들이 중력을 전달하는 실체입니다.
공간 양자들은 수축되며 인력이 증가하지만, 한계를 지나면, 수축될수록 팽창하려는 척력이 증가하므로, 인력과 척력이 균형을 이루게 됩니다. 그래서 은하의 중심에 있는 중성자별은 극도로 수축되어, 인력과 척력이 같아지게 되므로, 주위의 항성들을 끌어당겨 공전시키는 힘이 감소하게 됩니다. 그래서 은하의 중심에 근접해 있는 항성들은 공전 속도가 감소하고, 외곽에 있는 항성들은 은하의 중심에 있는 중성자별이 갖고 있는 강력한 자기장에 끌려 공전하게 되므로, 안쪽의 항성들과 바깥쪽 항성들의 이동 속도가 비슷해질 수 있고, 바깥쪽 항성이 안쪽 항성보다 이동 속도가 더 빠를 수도 있습니다.
우리 우주의 외곽에 있는 은하들이 멀어져 가고 있는 까닭은 빛들이 이동해 오며 공간 양자들과 계속 충돌하여 에너지를 조금씩 방출하게 되어 적색편이가 발생하기 때문입니다. 외곽의 별들이 멀어져 가며 빛을 발산하기 때문에 적색편이가 발생한다는 주장에 기초한 우주 팽창설은 공간 양자들이 우주 공간에 가득 차 있다는 사실을 몰랐기 때문에 생긴 것입니다. 실험과 관측의 결과는 불변이지만, 결과를 해석하는 것은 과학철학의 몫이므로, 과학철학이 바뀌면 해석이 바뀌는 것입니다.
우리 우주의 모든 은하들은 빅뱅이 발생하고 생긴 과잉의 공간 양자들이 수축되며 서로 결합하여 생긴 것이므로 지금도 계속 수축하고 있습니다. 부분적으로 폭발이 발생하는 까닭은 척력이 증가하고 있다는 뜻입니다. 하지만, 전체적으로는 인력이 척력보다 더 큰 상태이므로, 인력과 척력이 같아졌다가 대폭발이 발생하기 전까지는 폭발이 증가하여도 우리의 우주는 여전히 수축하게 됩니다.
시스템의 폭발은 자체적으로 발생하는 것이 아니고 주위의 영향을 받게 됩니다. 외부에서 끌어당기는 힘이 시스템의 인력보다 커지면, 시스템은 폭발하게 됩니다. 그러므로 우리 우주의 외부에 어떤 우주가 있는지를 알 수 없으므로, 우리 우주의 대폭발이 언제 다시 발생할지를 알 수 있는 방법은 없습니다.
빛의 진동은 공간을 이동하는 빛이 공간 양자들과 충돌하며 수축과 팽창을 서로 반복하는 현상입니다. 빛은 수축하면 질량이 증가하며 입자성을 갖게 되고, 팽창하면 에너지가 증가하며 파동성을 갖게 됩니다. 그래서 빛은 입자와 파동의 이중성을 갖고 있습니다.
수학은 완전합니다. 그러나 자연 현상들을 설명하기에는 부족합니다. 수학의 기본 단위들은 변하지 않지만, 자연의 기본 단위들인 양자들은 끊임없이 수축과 팽창을 반복하며 크기가 변하기 때문입니다. 그래서 자연 현상들을 완전하게 설명하는 수학 공식들은 없고, 제한된 범위에서 비슷하게 설명할 수 있을 뿐입니다.
자기장에서 운동 에너지가 전기 에너지로 전환되는 까닭은 공간 양자들이 자기력에 의해 자화되어 자기력선들을 이루고 수축과 팽창을 반복하고 있기 때문입니다. N극에서 S극으로 흐르는 자기력선들의 공간 양자들은 수축할 때는 우회전하고 팽창할 때는 좌회전합니다. 수축하는 공간 양자들의 우회전은 자기장을 회전하는 전선과 충돌하여도 수축 속도가 전선의 이동 속도 보다 빨라 흡수되지 않지만, 팽창하는 공간 양자들의 좌회전은 전선에 충돌하여 흡수되어 전자로 되므로 전류가 흐르게 되는 것입니다.
순환 법칙은 양자 속의 기본 4힘이 순환하며 증감하는 운동의 법칙입니다. 순환 법칙은 모든 자연 현상들을 지배하는 자연의 법칙입니다.
순환 법칙에 의하면, 자연의 모든 운동은 크기와 무관합니다. 양자들의 미시세계, 원자들의 세계, 천문학의 거시세계, 모두는 순환 법칙을 따라 운동하므로 동일한 운동을 합니다.
모든 입자들은 그것의 반입자가 있다는 것은 입자와 반입자는 수축과 팽창을 반복한다는 뜻입니다. 수축되는 과정이 입자이고, 팽창하는 과정이 반입자입니다.
물질과 반물질도 입자와 반입자의 관계입니다. 수축하는 과정이 물질이고, 팽창하는 과정이 반물질입니다. 이것들은 분리시킨 것은 에너지와 질량을 분리한 기존 과학철학이 만들어 낸 잘못입니다. 수축되어 질량이 증가하는 양자들이 많은 것이 물질이고, 팽창하여 에너지가 증가하는 양자들이 많은 것이 반물질입니다.
음과 양은 별개이지만 공존하고, 선과 악은 별개이지만 공존하는 것이 현실입니다. 물리학의 방법과 철학의 방법이 상통합니다.
순환 법칙은 서양철학에 기초한 현대과학을 동양철학에 기초한 새로운 과학으로 전환시키는 방법론입니다. 이것이 자연의 본질이므로 자연스러운 전환입니다.
이상을 좀 더 깊이 알고 싶으시면, ‘학문의 허브, 순환 법칙’을 교보문고에서 구입하여 보시길 바랍니다.
한국순환학회 ( http://www.soon.or.kr/ ) 자료 중에서 ......
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