(Birth of Universe from the Zero Energy State!)
2010년 10월말에 외국에 있는 한명의 항공 엔지니어로 부터 한통의 메일을 받았습니다.
이름은 Nembo Buldrini 이고, 이탈리아 국적이며, 현재는 오스트리아에서 일하고 있다고 합니다.
자신이 항공 엔지니어이기에, Propulsion 문제에 많은 관심을 가지고 있고, Negative mass를 통한 추진을 알게되었고, 그러던중 천문학 포럼인 Bad Astronomy and Universe today(www.bautforum.com)에서 저의 글을 읽었다는 내용이었습니다.
"음의 질량"의 특성과 관련하여 몇가지 궁금한 점을 질문하였고,
콩글리쉬로 제 의견을 얘기해 주었습니다.
그런데, 얼마전에 그분이 저에게 아주 멋진 선물을 보내 주었습니다.
다름 아닌, "G3D File creator" 라는 것으로, 제가 "음의 질량(Negative mass)"의 운동 특성과, 은하밖의 암흑물질(dark matter) 분포가 만드는 구심력 효과를 보여주기 위해서 사용했던 컴퓨터 시뮬레이션 프로그램(Gravitation3D)에서 입자 생성을 쉽게 해주도록 도와주는 프로그램입니다.
컴퓨터를 잘 다루는 분에게는 이러한 초기값을 입력해주는 프로그램이 그리 어려운 작업이 아닌 것으로 알고 있지만,
저에게는 매우 도움이 되는 프로그램이고, 저의 요청이 없었음에도 불구하고 만들어 주었기에 너무나 감사하게 생각하고 있습니다.
서론이 너무 길었네여~
이제 이 프로그램을 통해서, 제가 그동안 하고 싶었던 궁극의 시뮬레이션중 하나인 ["무" 로부터 우주의 탄생]과 관련한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했고, 그 자그마한 결과를 동영상으로 만들었습니다.
이 시뮬레이션은 "무(無)"(Zero Energy 상태) 및 정지상태(총 운동량 0인 상태)로부터 우리 우주가 탄생하고, 팽창하며, 우주의 거대구조(Void와 은하단 구조)를 이룰 가능성이 있음을 분명하게 시사하고 있습니다.
(*위 시뮬레이션 상에서 정지질량의 총합은 0이나, 총에너지는 0 여부가 불확실하다. 이유는 중력 퍼텐셜에너지 때문이며, 입자쌍의 랜덤 생성 때문에 퍼텐셜에너지의 총합을 수작업으로 구할 수가 없었기 때문이다. 개인적인 추측으로는 양의 질량과 음의 질량의 크기가 같고 완전히 균일 분포할때에 총 중력퍼텐셜에너지는 양의 값을 갖을 것으로 보이고, 만일 우리가 중력퍼텐셜에너지를 포함하여 총에너지가 0 인 상태를 생각한다면, 음의 질량의 정지질량의 크기가 양의 질량의 정지질량의 크기보다 조금 더 큰 경우에 해당할 것으로 추측된다. 이와 같이 음의 질량의 크기가 양의 질량의 크기보다 조금 더 큰 상황에서도 위 시뮬레이션과 마찬가지로, 양의 질량들이 팽창하면서 은하구조를 이루고, 비어있는 공간이 Void구조를 이룸을 쉽게 관측할 수 있었다.*동영상의 업로드가 10분으로 제한되어 있어, 일부 설명 문구가 읽기에 조금 짧은 시간동안 표시되는데, 정지해서 보시기 바랍니다.
** 최근에 정지질량뿐만아니라, 중력퍼텐셜에너지 또한 0인 상태에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했고, 마찬가지로, 총에너지가 완전히 0인 상태에서도 우주가 탄생후 팽창함을 확인할 수 있었다. 덧붙혀 최근 시뮬레이션에서는 Zero Energy state로부터 우주가 탄생후 가속팽창-->감속팽창-->최근의 재 가속팽창함을 시간순으로 확인할 수 있었다. 아래 링크 참조바랍니다.
http://icarus2.egloos.com/3294606)
나아가서, 현재의 우주론이 갖는 몇가지 문제를 "새로운 힘의 도입없이" 설명하고 있습니다. 가령,
0 인 에너지 상태에서 팽창,
0 인 에너지 상태에서 은하단 구조 형성,
양의 질량만 있을때에 발생하게되는 블랙홀을 넘어서는 밀도로부터의 팽창,
초기속도가 0인 상태에서도 팽창 가능,
우주 초기에 밀도 요동을 부여하지 않더라도, 은하구조와 Void 구조 가능
우리 우주의 에너지의 근원
아무쪼록, 좀더 능력있는 사람들이 이 시뮬레이션 결과를 보고, 좀더 진지하게 "음의 에너지"와 "음의 질량"을 살펴보고, 좀더 정확한 시뮬레이션을 수행해 보았으면 합니다. 제 컴퓨터 수준에서는 입자수가 1,000개가 넘어가면 매우 느려지고, 2000개를 초과하면 버벅거리는 상황이 발생합니다.
저는 앞선 글들에서,
암흑물질, 암흑에너지, 음의 질량의 논리 정리 및 검증 방법 :
http://icarus2.egloos.com/3010778
에서,
1. "음의 질량"의 존재를 부정하는 기존의 논리가 잘못됨을 증명함.
기존의 물리학자들이 가지고 있었던 "마이너스 무한대 에너지 준위로의 천이문제"가 잘못 해석 되었으며, "에너지가 낮은 상태가 안정하다!"는 물리학의 근본명제가 수정되어야 함을 설명하였고(하모닉 오실레이션 문제에서, 음의 질량의 경우 극대점에서 안정하고, 극대점에서 하모닉 오실레이션 함),
2. "음의 질량"에 기존의 보존법칙들이 모두 성립함. 즉, 물리법칙이 "음의 질량" 상태를 금지하지 않음.
"음의 질량"에 여전히 에너지보존과 운동량 보존이 성립함을 설명하였습니다. 이는 일반상대론에서 음의 질량의 운동에 대한 연구 논문을 썼던, Bondi 교수나 앞서 "Negative mass"에 대한 인터넷 강의를 한 Nemiroff 교수의 강의록에도 나와 있습니다.
3. 관측은 분명하게 반중력적인 현상을 보여주고 있고, 장방정식은 "음의 질량 밀도"의 존재를 시사하고 있음.
1998년 우주의 가속팽창에 대해서 일반상대론의 장방정식은 "음의 질량 밀도"를 결과값으로 내놓았으나, "음의 질량(에너지)"의 특성에 대해서 잘못 이해하고 있었던 물리학자들은 위의 "마이너스 무한대 에너지 준위로의 천이문제"가 발생할 것으로 믿었기에, 이 "음의 질량 밀도"를 받아들이지 않고, "우주상수(Cosmological Constant)"라는 새로운항을 집어 넣어 가속팽창을 설명해 왔습니다. 그러나, 지난 13년동안 수많은 학자들이 이 일에 매달렸음에도 불구하고, 우리는 아직 우주상수의 근원을 설명하는데 성공하고 있지 못합니다.
4. 암흑물질의 여러가지 특성을 설명함
나아가서, 더 오래된 문제인 암흑물질과 관련하여,
암흑물질들의 여러가지 특성들은 암흑물질과 암흑물질간에 인력적인 상호작용이 존재해서는 설명될 수 없는 특성을 나타내고 있고, "음의 질량"으로 이루어진 암흑물질은 다음의 특성들을 명확하게 설명하고 있음을 설명하였습니다.
1) 거의 균일하게 분포하는 암흑물질
: 암흑물질(음의질량)간 척력적(반중력) 효과로부터 기인
2) 암흑물질(dark matter)로 구성된 별이나 은하의 미관측
: 암흑물질(음의질량)간 척력적 효과로부터 기인.
3) 은하주변에 암흑물질의 군집(Clustering) 현상
: 거대 양의질량과 암흑물질(음의질량)간의 인력적인 효과
4) 은하의 로테이션 커브를 만드는 추가적인 구심력 효과
5) 은하구조 형성에 대한 기여 - 추가적인 구심력 효과
6) 거리 r에 비례하는 형태의 암흑물질의 질량 분포 가능
- Collisionless isothermal sphere 효과 가능
- 은하중심의 블랙홀과 같은 개별 중력원에 거의 영향받지 않는 가상의 구형 질량 분포 유지 가능
7) 암흑물질간의 낮은 상호작용 : 암흑물질간 척력적 효과로부터 기인
8) 총알은하단(Bullet Cluster)의 충돌 현상
: 총알성단의 충돌모습은 ++, - -, - + 3가지 관계가 모두 옳아야 설명되는 현상으로, 우연이라고 보기 어렵다.
9) 현재까지 암흑물질의 직접적인 관측 또는 직접적인 관측수준의 발견은 은하외부에서만 있어왔다는 점.
: Bullet Cluster 및 여러 은하들에 대한 관측 결과로부터 암흑물질이 은하(바리온 물질) 주위에 인력적으로 클러스터링 됨이 명확하게 관측된 반면, 은하내의 중력원들인 은하중심부의 블랙홀이나, 은하내의 항성인 태양 등 은하내의 일반물질 주위에서는 암흑물질이 클러스터링 된 현상이 관측되지 않은 점.
10) 현재까지 지구나 태양계에서 암흑물질이 미관측 된 점(Xenon100, CDMS II…)
현재의 은하, 은하단 구조는 양의 질량이 음의 질량과의 쌍소멸 과정을 이겨내고 살아남은 구조이다. 따라서, 현재 음의 질량은 은하내부가 아닌 은하외부에 주로 분포하며, 이에 따라 은하내부에 속해 있는 지구상에서는 음의 질량이 거의 존재하지 않기에 그 동안 관측이 안된 것이다. 또한 음의 질량들끼리 척력적인 효과로 인하여 은하나 별과 같은 거대 질량 구조를 이루지 못하기 때문에 그 동안 우주에 대한 관측으로부터도 관측이 안된 것이다.
11) 빅뱅이론에 의해서 요구되는 비바리온적 암흑물질에 대한 조건의 충족
12)암흑물질이 일반물질과 중력적인 상호작용을 하면서도, 은하내의 블랙홀과 같은 거대중력원에 의해서 분포가 거의 영향 받지 않는 문제점.
5. 암흑물질에 대한 최근의 연구결과는 은하밖에 암흑물질이 존재하며, 은하내에는 암흑물질이 존재하지 않는 것으로 보이고, 그러면서도 은하내에서는 추가적인 구심력효과가 존재하는 형태를 시사하고 있음.
1) 지구에 존재하지 않는다!
: 현재까지 실험실에서의 관측실패(XENON100, CDMS II...)
2) 태양계에 존재하지 않는다!
: 현재의 일반적인 설명은 암흑물질의 균일분포를 가정함에 의해서 암흑물질의 평균밀도를 떨어뜨리고, 이에따라 태양계내에서의 미관측에 대한 설명을 제공하나, 개인적으로 보기에 작위적인 설명으로 보인다. 총알성단(Bullet Cluster)의 모습 및 각종 은하의 모습으로부터 암흑물질이 은하 주변에 클러스터링 되는 현상이 명확하게 있어 보인다. 암흑물질이 은하와 같은 중력원에 클러스터링 된다면 태양계와 같은 중력원에 또한 클러스터링 되는 현상이 분명히 존재하고, 우리는 그 영향을 검출할 수 있어야 한다.
3) 은하계 중심에도 존재하지 않는다!
은하계 중심의 블랙홀 시뮬레이션 결과로부터 암흑물질을 포함하고 있지 않는 것으로 보이는 부정적인 결과
Greedy Supermassive Black Holes Dislike Dark Matter
http://www.universetoday.com/13091/greedy-supermassive-black-holes-dislike-dark-matter/
Astronomers Find Black Holes Do Not Absorb Dark Matter
http://www.universetoday.com/60422/a...b-dark-matter/
4) 은하계 평면(galactic plane)에도 존재하지 않는다!
"No evidence for a dark matter disk within 4 kpc from the galactic plane"
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1011/1011.1289v1.pdf
5) 은하계내의 Halo에도 존재하지 않는다
은하계의 할로에 존재하는 Globular Cluster들에서의 암흑물질의 비존재 문제들
Evidence Against Dark Matter Halos Surrounding the Globular Clusters MGC1 and NGC 2419
http://arxiv.org/abs/1010.5783
6. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 은하 밖에 분포하는 "음의 질량"이 은하내의 양의 질량들에게 추가적인 구심력 효과를 발생시킴을 보여줌.
은하 외부의 암흑물질(dark matter)에 의한 구심력 효과 시뮬레이션 결과(http://icarus2.egloos.com/3059979)에서, 저는 시뮬레이션을 통해서 은하 밖에 분포하는 "음의 질량"이 추가적인 구심력 효과를 가짐을 보여주었습니다.
7. 그리고, 이제 우주의 탄생과 관련하여, 가장 자연스런 상태인 Zero Energy 상태로부터 우주가 탄생 및 팽창하며, 양의 질량으로된 은하단 구조와 Void 구조를 이룰수 있음 또한 보여드렸습니다.
비록, 저의 능력 부족으로 인하여 위의 내용들이 누구나 인정할 정도로 명확하게 해소된 것은 아니지만,
최소한~!
고정관념과 편견을 한켠에 내려놓고, "음의 에너지", "음의 질량"을 좀 더 진지하게 살펴보고, 이것이 "암흑에너지(dark energy)"와 "암흑물질(dark matter)"의 해가 될 수 있는지, 우리 우주의 "총 에너지 값"과, "에너지의 근원"에 대한 설명을 제공할 수 있는지, 살펴볼 여지가 있음을 시사하고 있다고 생각합니다.
우리가 가지고 있는 물리학의 격언 중에, [ 어떤것을 금지하는 물리법칙이 존재하지 않는 한, 그 현상은 반드시 일어난다! ]는 격언이 있습니다.
"음의 질량"에 대한 "마이너스 무한대 에너지 준위로의 파국"이 발생하지 않는다는 사실과, "음의 질량"이 에너지보존과 운동량 보존등의 법칙을 준수한다는 기본적인 사실만으로도, 우리는 "음의 질량"을 좀더 진지하게 고려해야 한다고 생각합니다.
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“음의 질량을 통한 암흑물질, 암흑에너지 가설” 논문
Hypothesis of dark matter and dark energy with negative mass :
http://vixra.org/abs/0907.0015
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