제2화: 성간물질을 통과하는 빛의 속력은 c와 같을까?
- 글쓴이
- 유종완
- 등록일
- 2002-04-01 07:34
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빛의 진행에 대해 말하지요:
(제1방식)진공에서의 빛의 진행은...매질의 도움이 전혀 필요치 않지요; 이는 멕스웰방정식을 상호 결합하여 수학적인 해답이 도출되어 있습니다.(이전에는 ether 라는 전달매개체가 있다 했었으나...이젠 이 학설은 사라졌습니다)
(제2방식)유전체(예를 들어 유리나 물 등) 내에서의 빛의 진행을 볼까요? 현재 이론은 빛(전자기파의 oscillation)이 원자에게 전자밀도의 oscillation 을 유도하여...이에 따라 원자가 전자기파를 내놓고...이러한 과정이 연속하여 매질내에서 진행하고...이 과정의 결과로 빛의 진행속도가 느려진다 합니다(Atkins "물리화학" 교과서 참조).
일견 그럴듯하지요? (교과서에 실려있고 교수들이 이대로 강의하니 마치 당연한 것처럼 여겨집니다)...그러나 난 PTST 추론기법을 활용하여... (Pre-Textbook Science&Technology: 내가 고안한 용어임--교과서 이전의 과학기술...screening test, experimental design, the scaling concept 등 실제 현장에서 필요한 문제해결의 논리적 기법을 총칭함)
진공과 유전체의 중간영역의 매질에서의 빛의 진행은...예를 들어 1기압의 대기 중에서의 빛의 진행은 제1방식을 따를까요...아님 제2방식을 따를까요? (대기는 굴절율을 가집니다...진공에서의 1 보다 약간 더 크지요)
만일 제2방식이라 답한 분들은...또 다른 단계로서;
지구대기보다 훨씬 희박한 밀도의 공간(예를 들어 우주의 성간물질 등)에서의 빛의 진행은 1...2...어느것?
이 추론을 이어나가면(마치 제논의 역설처럼)...빛의 진행을 1방식과 2방식으로 구분하는 현재의 교과서내용이 오류임을 알 수 있습니다; 즉, 진공영역에서의 진행과 유전체 내에서의 진행을 모두 포용할 수 있는 통일된 photon 역학이 있어야 합니다.
본인은 이에 연계하여 photon trapping 이론을 도출했습니다. 이는 photon이 원자나 분자에 쪼여질 때의 현상을 다룹니다. 이 현상들은 매우 다양합니다; 빛의 진행속도의 감소, 굴절, 반사, 산란, 빛의 흡수, 형광, 인광, nonradiative decay...등등. 현행 교과서에는 이들 현상이 모두 다른 관점에서 기술되고 있습니다. (제가 설명하려는 신이론은 이 모든 현상을 통합하여 기술할 수 있는 길을 모색합니다---이는 한편 중력과 전자기력의 통합에 관련되어 있지요)
현행의 이론체계는 매우 납삽한데...예를 들어 분자에 의한 빛의 비공명산란은 완전한 고전-전자기역학으로, 빛의 공명산란(resonance light scattering)은 고전역학과 양자영학의 짬뽕역학으로 설명하며...빛의 공명흡수는 양자역학으로 설명합니다. 마치 세 현상이 전혀 다른 듯 각개전투 형식으로 기술되어 있어 초학자가 이해하기에 매우 혼란스럽습니다(이를 잘 안다-하는 사람들도 사실은...잘 모르는 거라 할 수 있읍니다...왜냐면 현재 이론이 옳지 않을 가능성이 크기 때문이지요).
또한 빛의 굴절현상은 고전 전자기역학으로 설명되는데...이 이론 어디를 봐도 굴절율을 직접 유도할 수 있는 "미시적 역학이론"은 없습니다. 즉, 주어진 매질에 대해 직접 굴절율을 측정할 수는 있지만...우리가 측정하기 곤란한 매질은 굴절율을 알아낼 수 없습니다.
저는 성간물질의 유전체로서의 특성을 말하고자 하는 겁니다.(내가 아는 바로는 이에 대한 기존의 물리학적 논의는 전혀 없지요). 만일 "미시적 유전체이론"을 개발하면...우주의 성간물질의 유전율을 예측할 수 있고 이에 따라 천문관측 자료의 재해석이 가능하며(설혹 성간물질의 유전율의 증가분이 진공에서의 값인 1 에 비해 극히 적은 수치라 할지라도...수억광년 단위의 빛의 진행을 볼 때)...변광성 자료의 보정이나 우주의 성간물질의 밀도분포의 지도를 작성하거나...천문학연구의 대지각변동을 가져오며...허블상수의 재검증을 통한 우주론 자체의 획기적인 인식변화를 예정하게 됩니다)
제3차 대화에서: 위 논의를 위해 저는 "energy landscape theory"를 잠시 언급해야 하고...이 중 일부 논의는 작년에 노벨물리학상을 수상한 MIT의 "frozen light 실험"과 일치하며...이는 이미 제가 4-5년전에 photon trapping theory로 유도한 것임을 설명하고자 합니다(물론...저는 이 연구 아이디어를 국내에서 수행할 수 있는 연구비를 받을 수 없었기 때문에 우리나라가 얻을 수 있었던 소중한 노벨상 하나가 날라간 거지요). 그러나...이 외에도 노벨상을 받을 수 있을 만큼의 연구아이디어는 제 이론 중에 차고도 넘치니...별루 섭섭하게 생각하진 않습니다.(실제 저의 독창적인 아이디어가 남의 이름으로 수행되고 있는 것이 몇 됩니다--그러나 여러 여건 상 밝힐수는 없습니다. 저로서는...시간강사 또는 포닥으로서...나의 아이디어를 받아주어 현실화시킬 수 있는 사회적 여건이 갖추어지지 않은 것이 못내 아쉽습니다)
(제1방식)진공에서의 빛의 진행은...매질의 도움이 전혀 필요치 않지요; 이는 멕스웰방정식을 상호 결합하여 수학적인 해답이 도출되어 있습니다.(이전에는 ether 라는 전달매개체가 있다 했었으나...이젠 이 학설은 사라졌습니다)
(제2방식)유전체(예를 들어 유리나 물 등) 내에서의 빛의 진행을 볼까요? 현재 이론은 빛(전자기파의 oscillation)이 원자에게 전자밀도의 oscillation 을 유도하여...이에 따라 원자가 전자기파를 내놓고...이러한 과정이 연속하여 매질내에서 진행하고...이 과정의 결과로 빛의 진행속도가 느려진다 합니다(Atkins "물리화학" 교과서 참조).
일견 그럴듯하지요? (교과서에 실려있고 교수들이 이대로 강의하니 마치 당연한 것처럼 여겨집니다)...그러나 난 PTST 추론기법을 활용하여... (Pre-Textbook Science&Technology: 내가 고안한 용어임--교과서 이전의 과학기술...screening test, experimental design, the scaling concept 등 실제 현장에서 필요한 문제해결의 논리적 기법을 총칭함)
진공과 유전체의 중간영역의 매질에서의 빛의 진행은...예를 들어 1기압의 대기 중에서의 빛의 진행은 제1방식을 따를까요...아님 제2방식을 따를까요? (대기는 굴절율을 가집니다...진공에서의 1 보다 약간 더 크지요)
만일 제2방식이라 답한 분들은...또 다른 단계로서;
지구대기보다 훨씬 희박한 밀도의 공간(예를 들어 우주의 성간물질 등)에서의 빛의 진행은 1...2...어느것?
이 추론을 이어나가면(마치 제논의 역설처럼)...빛의 진행을 1방식과 2방식으로 구분하는 현재의 교과서내용이 오류임을 알 수 있습니다; 즉, 진공영역에서의 진행과 유전체 내에서의 진행을 모두 포용할 수 있는 통일된 photon 역학이 있어야 합니다.
본인은 이에 연계하여 photon trapping 이론을 도출했습니다. 이는 photon이 원자나 분자에 쪼여질 때의 현상을 다룹니다. 이 현상들은 매우 다양합니다; 빛의 진행속도의 감소, 굴절, 반사, 산란, 빛의 흡수, 형광, 인광, nonradiative decay...등등. 현행 교과서에는 이들 현상이 모두 다른 관점에서 기술되고 있습니다. (제가 설명하려는 신이론은 이 모든 현상을 통합하여 기술할 수 있는 길을 모색합니다---이는 한편 중력과 전자기력의 통합에 관련되어 있지요)
현행의 이론체계는 매우 납삽한데...예를 들어 분자에 의한 빛의 비공명산란은 완전한 고전-전자기역학으로, 빛의 공명산란(resonance light scattering)은 고전역학과 양자영학의 짬뽕역학으로 설명하며...빛의 공명흡수는 양자역학으로 설명합니다. 마치 세 현상이 전혀 다른 듯 각개전투 형식으로 기술되어 있어 초학자가 이해하기에 매우 혼란스럽습니다(이를 잘 안다-하는 사람들도 사실은...잘 모르는 거라 할 수 있읍니다...왜냐면 현재 이론이 옳지 않을 가능성이 크기 때문이지요).
또한 빛의 굴절현상은 고전 전자기역학으로 설명되는데...이 이론 어디를 봐도 굴절율을 직접 유도할 수 있는 "미시적 역학이론"은 없습니다. 즉, 주어진 매질에 대해 직접 굴절율을 측정할 수는 있지만...우리가 측정하기 곤란한 매질은 굴절율을 알아낼 수 없습니다.
저는 성간물질의 유전체로서의 특성을 말하고자 하는 겁니다.(내가 아는 바로는 이에 대한 기존의 물리학적 논의는 전혀 없지요). 만일 "미시적 유전체이론"을 개발하면...우주의 성간물질의 유전율을 예측할 수 있고 이에 따라 천문관측 자료의 재해석이 가능하며(설혹 성간물질의 유전율의 증가분이 진공에서의 값인 1 에 비해 극히 적은 수치라 할지라도...수억광년 단위의 빛의 진행을 볼 때)...변광성 자료의 보정이나 우주의 성간물질의 밀도분포의 지도를 작성하거나...천문학연구의 대지각변동을 가져오며...허블상수의 재검증을 통한 우주론 자체의 획기적인 인식변화를 예정하게 됩니다)
제3차 대화에서: 위 논의를 위해 저는 "energy landscape theory"를 잠시 언급해야 하고...이 중 일부 논의는 작년에 노벨물리학상을 수상한 MIT의 "frozen light 실험"과 일치하며...이는 이미 제가 4-5년전에 photon trapping theory로 유도한 것임을 설명하고자 합니다(물론...저는 이 연구 아이디어를 국내에서 수행할 수 있는 연구비를 받을 수 없었기 때문에 우리나라가 얻을 수 있었던 소중한 노벨상 하나가 날라간 거지요). 그러나...이 외에도 노벨상을 받을 수 있을 만큼의 연구아이디어는 제 이론 중에 차고도 넘치니...별루 섭섭하게 생각하진 않습니다.(실제 저의 독창적인 아이디어가 남의 이름으로 수행되고 있는 것이 몇 됩니다--그러나 여러 여건 상 밝힐수는 없습니다. 저로서는...시간강사 또는 포닥으로서...나의 아이디어를 받아주어 현실화시킬 수 있는 사회적 여건이 갖추어지지 않은 것이 못내 아쉽습니다)
