정지계와 등속계는 물리적으로 구분할 수 없다는
특수상대성 원리의 가설은 수정되어야 한다!
역학에 기반을 둔 절대적 시간-공간 체계와 전자기학에서 요구하는 상대적 시간-공간 체계를 통합한 새로운 패러다임이 필요하다. 이에 뉴턴의 절대론과 아인슈타인의 상대론을 통합한 “상대적 절대론”을 출간하였다.
뉴턴은 『프린키피아』에서 절대적 시간-공간 체계과 상대적 시간-공간 체계를 구분하였다. 하지만 그는 물리학적으로 상대적 시간-공간만을 물리적으로 측정할 수 있을 뿐 절대적 시간-공간은 측정할 수 없다고 하였다. 따라서 그는 관성계에서 정지계와 등속계를 구분할 수 있는 방법을 제시하지 않았다. 반면에 아인슈타인의 특수상대성 원리는 상대적 시간ㅡ공간 체계만을 수용하였으며 절대적 시간-공간 체계는 부인하였다. 그는 정지계와 등속계를 구분할 수 없다고 주장하였다.
미시세계에서 입자론과 파동론이 공존하듯이 국지적 관성계는 “관성계의 절대성과 관찰자의 상대성”이 공존한다. 관성계관찰자들이 강체 막대와 빛과 원자시계를 사용하면 물리적으로 관성계의 절대성과 관찰자의 상대성을 증명할 수 있다. 관성계의 절대성이란 국지적 관성계에서 빛의 왕복 실험을 하면 정지계와 등속계를 구분할 수 있음을 뜻한다. 빛이 동일한 강체 막대를 왕복하는 실험을 하면 정지계는 동일하지만 등속계는 변하기 때문이다. 또한 관찰자의 상대성이란 관성계관찰자가 빛과 원자시계로 동시화하기 때문에 자신은 정지하고 상대방관찰자가 움직이는 것처럼 보이는 것을 말한다. 즉 정지계관찰자는 등속계관찰자가 속도v로 움직인다고 말하고 등속계관찰자는 정지계관찰자가 속도-v로 움직인다고 말한다.
코페르니쿠스가 천동설을 거부하고 지동설을 주장할 때도 그랬고, 아인슈타인이 특수상대성 원리를 주장할 때도 그랬지만 기존의 패러다임을 바꾸는 것은 역시 어렵다는 것을 실감하였다. 이 책을 계기로 1543년 코페르니쿠스가 쓴 『천구의 회전에 대하여』에서 시작되어 1905년 아인슈타인이 “운동하는 물체의 전기역학”을 계기로 자리잡은 현대 물리학이 다시금 개혁되었으면 한다. 관찰자의 상대론만이 아니라 관성계의 절대론도 공존하는 새로운 물리학으로 발전하였으면 한다. 본고에서는 강체 막대의 길이 불변의 법칙과 빛의 순간 속력 불변의 법칙과 원자시계 주기의 일치 법칙에 근거하여 관성계의 절대성과 관찰자의 상대성의 공존을 입증하는데 주력하였다.
이 논문들을 책으로 펴낸 이유는 아시아 기독교 시대에 부합한 새로운 과학을 정립하기 위해서이다. 즉 물리학의 토대가 되는 시간-공간 개념을 재정립하기 위함이다. 성경은 우리가 살고 있는 우주가 물질 세계만이 아니라 영적 세계도 존재한다고 말한다(골로새서 1:16). 그런데 코페르니쿠스 이래로 기존의 물리학은 영적 세계를 배제하고 물질세계만을 다루어 왔다. 천국이라는 영적 세계와 인간 세계와 물질 세계가 공존하는 우주를 이해하려면 시간과 공간에 있어서 절대론과 상대론의 공존해야 한다. 즉 역학에 기반을 둔 절대적 시간-공간 체계와 전자기학에서 요구하는 상대적 시간-공간 체계를 통합한 새로운 패러다임이 필요하다. 이에 뉴턴의 절대론과 아인슈타인의 상대론을 통합한 “상대적 절대론”을 출간하였다.
고형석
1957년 광주에서 태어나 고향에서 초등학교와 중고등학교를 마쳤다. 중학생 때 접한 아인슈타인의 특수상대성 원리에 매료되어 학부에서 수학을, 대학원에서 물리학을 전공하려고 하였다. 1977년 서울대 수학교육과에 입학하게 되었지만 우주와 민족과 인간의 문제로 고민하다가 학생운동과 기독학생 운동에 뛰어들었다. 진리를 알고자 하는 열정에 자연과학과 사회과학과 인문과학을 두루 섭렵하지만 온전한 진리를 찾지 못하고 심한 사상적 번민을 계속하였다. 그런데 군종 생활을 할 때 주님의 은혜로 성령세례를 받음으로써 사상적 고뇌가 말끔하게 해결되었다. 그 이후로 주님께 받은 사명대로 제3의 기독교 시대를 열기 위한 신학과 영성과 은사와 리더십 계발에 전력하고 있다. 이번에 “특수상대성 원리의 수정”를 출간함은 기존의 물리학을 극복한 새로운 물리학을 시도하기 위함이다. 앞으로 새로운 물리학을 구축하기 위한 책을 펴내려고 한다. 장로회신학대학교 신학대학원에서 목회학을, 세계선교대학원에서 선교학을 전공하였으며, 건신대학원대 학교에서 철학박사 학위를 받았다. 고등학교 수학교사와 학원 수학강사를 역임하였으며 현재는 코리아 교회 담임 목사와 임마누엘 복음단 단장으로 섬기고 있다.
e-mail hskoh82@gmail.com,
homepage www.immanuelian.com
담임 코리아 교회 02-499-4342
감사의 글
제1부 특수상대성 원리에서 전제한 “관성계의 상대성”의 수정
1장 관성계에서 빛의 왕복 실험에 의한 정지계와 등속계의 분리
2장 관성계의 절대성과 관찰자의 상대성으로 해석한 마이켈슨-모리의 실험
3장 원자의 시계들의 절대성과 빛의 시계들의 상대성
4장 근방과 동시성으로 해석한 쌍둥이 역설
5장 정전기력을 이용한 정지계와 등속계의 구분
제2부 특수상대성 원리의 수정
제3부 상대적 절대론
1장 국지적 관성계에서 정지계와 등속계의 구분
2장 강체 자와 원자시계와 빛에 의한 정지계의 구축
3장 강체 막대와 빛과 원자시계를 이용한 등속계 구축
4장 공통으로 사용하는 빛과 원자시계로 인한 물리법칙의 상대성
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