빅뱅의 팽창우주론은 별빛의 적색편이가 뒷받침하는가?
- 글쓴이
- 김 영식
- 등록일
- 2002-05-31 06:03
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기존의 현대물리학에서는 빅뱅의 팽창 우주론을 주장하고 있다. 이 빅뱅의 팽창 우주론을 뒷받침할 수 있는 유일한 실험적 근거로는, 먼 은하의 별빛(광파)이 적색편이를 갖는다는 한 가지의 이유뿐이다.
그러나 이 글의 입장에서는 우주의 모든 은하가 지구에 대해 정지상태를 유지하고, 별빛의 적색편이가 다른 원인에 의해 일어나는 것으로 해석된다. 즉 허블(E. Hubble)이 발견한 별빛의 적색편이는 팽창 은하(별빛의 광원체)의 도플러효과로 일어나지 않고, 지구와 은하의 거리차이로 일어난다는 결론이 유도된다.
이 글의 입장에서는 우주공간의 모든 영역이 실체적 요소의 물질로 가득 채워져 있는 주장을 펴고 있다. 우주공간의 물질은 광파를 포함하는 모든 물리현상의 에너지가 전파되는 과정에서 매질로 이용하고 입자모형의 소립자가 운동하는 과정에서도 매질로 이용한다.
우주공간의 모든 영역에 분포된 실체적 요소의 물질은 극히 작은 매질기능의 저항(매질기능의 탄성력이 저항을 갖는 효과)을 가지고 있다. 그러므로 우주공간의 물질을 매질로 이용하여 먼 은하의 광파가 수 백억 광년의 지구까지 전파되는 과정에서는 파동에너지의 일부가 소모적으로 손실될 수 있다.
여기에서 파동에너지의 일부가 소모적으로 손실되는 효과는 광파의 파장이 증가(진동수의 감소)되고 횡파모형의 파고(종파모형의 파동압력)가 낮아지는 것을 의미한다. 이와 같이 파동에너지의 일부가 손실된 광파는 파장이 증가되어서 적색편이의 효과를 일으킨다.
광파의 적색편이는 광파가 강한 자기장을 통과하는 과정에서도 분명히 발견되고 있다. 이러한 효과의 원인은 강한 자기력이 광파의 전파작용에 대해 극히 작은 매질기능의 저항을 만들어 주기 때문이라고 볼 수 있다.
광파가 강한 자기력의 작용에 의해 적색편이를 갖는 효과는, 별빛의 적색편이와 허블(E. Hubble)의 팽창 우주론이 인과적으로 연계되지 않을 수도 있다는 가능성을 예고 하는 것이다.
우주의 모든 은하(별)가 광파를 방출하고 이 광파는 우주공간의 물질을 매질로 이용하여 전파되는 과정에서 파동에너지의 일부가 소모적으로 손실될 수 있다. 광파의 전파과정에서 손실된 파동에너지는 우주공간에 그대로 잔류되는데, 이 우주공간에 잔류된 광파의 파동에너지는 기존의 팽창 우주론에서 빅뱅 후의 배경복사로 착각하고 있다.
기존의 팽창 우주론에서는 도플러효과의 한 가지 근거에 천체물리학의 모든 운명을 걸고, 오늘날까지 왜곡적 의미를 변칙적으로 발전시켜 왔다. 만약 팽창 우주론의 주장처럼 우주의 모든 은하가 팽창하는 효과를 지속적으로 가지면, 모든 물질의 간격이 확대되어서 모든 에너지장의 분포밀도가 점진적으로 감소되고, 모든 물리적 상수가 점진적으로 변화되어야 한다.
또한 우주의 모든 물질이 지속적으로 팽창되면 모든 은하의 직경이 점진적으로 커지고 태양과 지구의 거리도 점진적으로 멀어져서 지구의 공전궤도가 점진적으로 확대되어야 한다. 이와 같이 모든 은하의 직경이 커지고 지구의 공전궤도가 점진적으로 확대되는 상황에서 오늘날처럼 지구의 공전궤도를 수 십억 년 동안 안정적으로 유지하려면 중력상수가 점진적으로 증가되어야 한다.
그러나 우주공간에서 모든 에너지장의 분포밀도가 점진적으로 감소하고, 모든 물리적 상수가 점진적으로 변화하고 중력상수가 점진적으로 증가하는 징후는 실제적으로 발견되지 않는다. 우주의 모든 물리적 상수가 변화하지 않는 상황에서 우주의 모든 물질만이 사방으로 팽창된다는 논리는 수긍하기 곤란하다.
이 글의 주장처럼 먼 은하의 광파가 수 백억 광년의 지구까지 전파되는 과정에서 광파의 파동에너지가 소모적으로 손실(파장의 증가, 진동수의 감소)되고, 이 파동에너지의 소모적 손실로 광파의 적색편이가 일어나면 기존의 팽창 우주론(빅뱅 우주론)보다 정적 구조의 우주론이 더욱 유리한 입장을 갖는다. 이러한 정적 구조의 우주론에서는 우주의 모든 은하가 일정한 간격을 고정적으로 유지한다.
그러므로 허블이 발견한 별빛의 적색변이는 은하의 팽창속도에 의한 도플러효과로 일어나지 않고, 지구와 은하의 거리차이로 일어난다고 볼 수 있다. 여기에서 별빛의 적색편이가 크게 나타나는 것은 지구와 은하의 관계가 정지된 상태에서 지구와 은하의 거리가 멀리 떨어져 있다는 의미로 봐야 한다.
이러한 논리의 관점에서 지구와 은하의 거리는 별빛의 적색편이를 갖게 하고, 지구와 은하의 거리는 허블이 발견한 적색편이의 규모에 비례한다고 이해할 수 있을 것이다.
2002. 5. 31.
김 영식
다른 사람들 의견
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박상욱
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여러가지 토론할 여지가 있네요. 일단 우주공간에 어떠한 매질을 가정하는 것은 매우 위험한 일이죠. 아무리 미세한 질량의 입자가 소량 존재하더라도 성간물질의 실체가 무엇이며 총 질량이 얼마냐라는 것은 아주 어렵고도 근원적인 문제입니다. 우주의 나이 계산에도 영향을 주고.. 그러나 매질이라는 것은 현재 인정되고 있지 않고요, 매질을 통과할 때 에너지를 잃어 적색편이가 일어난다는 주장은 맞지 않습니다. 그렇다면 밀한 매질을 지나는 파동은 항상 적색편이가 일어나야 하는데 물이나 유리를 통과하는 청색광이 적색편이가 일어나지 않지요. intensity 가 다소 감소하겠지만요.
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박상욱
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강한 자기장을 통과하는 빛의 경우엔 전자기파의 '자기'부분이(매우 고전적인 설명이긴하나 전기장과 자기장의 직교하는 연속된 변화에 의해 전자기파가 진행하는 것으로 말하죠..) 강한 자기장의 영향을 받아 일어나는 현상입니다.(그런데 그런 현상이 있긴 있나요?) 우주가 팽창함으로써 에너지밀도가 낮아지고 있는 것은 맞습니다. 그러나 우주의 총 에너지는 불변이지요. 모든 물리적 상수가 연동되는 이유는 전혀 이해할 수 없군요. 소위 정적 우주론?에서는 그럼 이 은하들이 어느 순간 그자리에 갑자기 펑 하고 생겨났다고 설명해야하고 또는 '원래 그자리에 있었다' 라고 설명해야 하는데 그럼 창조론인지요..
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백진태
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김영식님의 글을 읽으면서, 저로서는 어느 정도 공감을 갖습니다. 제 입장에서 아직 "에테르"라는 가정적 매질에 대한 존재를 부정할 수 없기 때문입니다. 제 입장에서그것의 성질을 규명할 방법이 문제인데, 가속기의 연구가 필수적이기 때문이죠. 더 이상의 개인적 연구가 불가능한 상태에서 이야기한다는 것은, 자칫 독선에 빠질 우려가 있습니다만, 광자의 질량관계라든가, 가속전하의 빛 발생이란 것을 좀 더 생각해 본다면, 광자도 전하와 같이 별개의 입자이고, 그 운동으로 빛이 발생된다고 생각하기 때문입니다. 이렇게 되면 김영식님의 논리가 가능성있다는 생각이 듭니다. 무엇보다 아쉬운 것은 실험적 뒷받침을 못한다는 것입니다. 김영식님의 글!! 잘 읽었습니다.
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소요유
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Can you see any redshifts with the distances ? You said a farther car would be appeared more faster on the patrol's speed gun.
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김 영식
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여러분의 조언에 감사를 드립니다. 제가 해명해야 할 부분의 복안을 가지고 있으나, 차후에 넓은 화면에서 설명드리겠습니다.
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소요유
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아주 기본적인 '사실'부터 점검해 보기 바랍니다. 즉 멀리있는 자동차가 더 빠르게 움직이는가 말입니다.
