앞글 [ 음질량에 의한 우주의 가속팽창 - 암흑에너지(Dark Energy) 증명 -1 ] 에 이어서,
1. Dark energy - Accelerating expansion of distant galaxy due to negative mass
http://www.youtube.com/watch?v=71nMvwUhHwE
2. Inflation, decelerating expansion and accelerating expansion with pair creation of negative mass and positive mass
http://www.youtube.com/watch?v=SRUqQM2FfNU
3. Paper: The change of Gravitational Potential Energy and Dark Energy in the Zero Energy Universe http://vixra.org/abs/1110.0019
우리는 각 입자의 위치로부터 중력퍼텐셜 에너지를 계산할 수 있는 프로그램을 만들었습니다. 그리고, 우주의 전역사를 몇단계로 구분하고, "음의 에너지와 양의 에너지의 쌍생성"을 가정한 후, 컴퓨터 시뮬레이션을 했습니다.
그랬더니, 놀라운 결과가 나왔습니다.
우리 우주가 겪은 팽창가속도의 변화 [가속팽창] ==>[감속팽창]==>[가속팽창]이 시간순으로, 자연스럽게 설명되었습니다.
D. 음질량과 양질량이 중력 수축할 때
1) 양질량이 중력 수축할 때
Fig24. -m- = (-1 X500) + (-1 X500)= -1000
음질량 분포 : center1(-1000,0,0), center2(+1000,0,0) R=220~250에 분포
m+ = +1 X500 +1 X500= +1000
양질량 분포 : center1(-1000,0,0), center2(+1000,0,0),
a)R0~R200, b)R0~R150, c)R0~R100, d)R0~R50
**음의 질량을 외부에 구형 배치한 상태에서, 내부 양질량의 배치 반경을 점점 축소시킨 시뮬레이션이다. 즉, 양질량이 중력수축 할때 어떤 현상이 발생하는지 살펴볼 수 있는 시뮬레이션이다.**
양의 질량들이 중력수축함에 의해서, U++, U_tot와 양질량 관련 GPE가 작아지고 있다. (음의 값)
이것은, 우주 초기에 우주가 가속팽창 했던 상황에서 감속팽창으로 전환된 이유를 설명한다.
2) 음질량이 중력 수축할 때
Fig25. m+ = 500 X1+500 X1= 1000
양질량 분포 : center1(-1000,0,0), center2(+1000,0,0),
-m- = (-1 X500) + (-1 X500)= -1000
음질량 분포 : center1(-1000,0,0), center2(+1000,0,0),
a)R50~R250, b)R50~R200, c)R50~R150, d)R50~R100
**양질량을 중심으로 음질량이 둘러싸고 있는 구조에서, 음질량이 중력수축 할때 어떤 현상이 발생하는지 살펴보는 시뮬레이션 결과다.**
음질량이 (양의 은하구조를 중심으로) 중력수축함에 의해서, U_tot과 양질량 관련 GPE가 증가하고 있다.(양의 값)
이것은 우주가 감속팽창에서 가속팽창으로 전환된 이유를 설명한다.
음질량이 왜 양의 은하구조를 중심으로 중력수축하는 지에 대해서는 아래 동영상을 참고하시기 바랍니다.
http://www.youtube.com/watch?v=jlDl9w8ariI
E. 원거리 6개 은하 시뮬레이션
Fig26. 원거리 6개 은하
m+ = +100 X 6 = + 600
(±1000,0,0),(0,±1000,0),(0,0,±1000)에, 각각 100.
m- = (-0.4 X 250) X 6 = - 600
center(±1000,0,0), center(0,±1000,0), center(0,0,±1000), -250 ≤ x,y,z ≤ 250
Fig27-a. 6개 은하에서 +GPE와 -GPE의 비
Fig27-b. 6개 은하에서 U_tot 과 양질량 관련 GPE의 변화
위의 B-1)번(양질량이 상대적으로 넓은 영역에 분포할때) 분석과 동일하다.
암흑에너지의 근원이 음질량과 양질량의 중력퍼텐셜 에너지 이고, 이 함수는 음질량과 양질량의 국소적인 배치에 우선적인 영향을 받지만, 우주의 긴 시간에 있어서는 여전히 1/r 에 비례하는 특성을 가지고 있다.
따라서, 현재의 ΛCDM(람다씨디엠) 모형처럼, 암흑에너지(dark energy)가 상수값을 유지하는 경우가 아니며, 암흑에너지가 증가하다가 종국에는 0으로 접근한다.
Fig28-a. 6개 은하 배치에서 +GPE와 -GPE의 비
Fig28-b. 6개 원거리 은하에서 U_tot 과 양질량 관련 GPE의 변화
위의 1)번(양질량이 상대적으로 넓은 영역에 분포할 때) 분석과 동일하며, 가속팽창 함을 알 수 있다.
III-H. Observation value of WMAP
WMAP의 관측결과에 따르면, 현재 우주의 암흑에너지(dark energy) : 암흑물질(dark matter) : 물질(matter)의 비가 72.1% : 23.3% : 4.6% 로 예측되고 있다.
2) 어떤 해석
아래와 같이 GPE 값을 대응시켜 보면,
Matter = U++ = Negative GP
Dark Matter = U-- = Negative GP
Dark Energy = U-+= Positive GP
** 이것의 의미를 조금 부연설명하면, 우리가 우주의 구성성분을 판별할때, 우리가 질량-에너지를 측정하여 우리 우주의 구성성분을 파악하고 있는 것이 아니라, 우리는 중력적 효과를 통하여 우주의 구성성분을 판별하고 있다.
따라서, 물질: 암흑물질:암흑에너지 비에 해당하는 중력퍼텐셜 에너지가 존재할때, 우리는 물질:암흑물질:암흑에너지 비에 해당하는 질량-에너지가 존재할 것이라고 추정하게 된다는 의미이다.
=========
앞선 연구결과에서~
중력은 우주의 구조를 지배하는 힘이고, 우리는 우주의 구성성분을 파악함에 있어 중력 및 중력퍼텐셜 에너지의 크기를 통하여 우리 우주를 구성하는 성분들의 양을 추정하고 있다.
우주의 구성성분과 미지의 어떤 에너지량을 추정하는데 있어서, 중력은 핵심역할을 수행해 왔다. 가령, 우주가 어떤 물질들로 이루어져 있고, 이 물질들이 항상 등속도로 움직이고 있다면, 이 물질들의 인력을 상쇄시킬 미지의 척력적 에너지가 필요하고, 이 에너지의 크기는 물질들의 에너지의 크기(우리는 이 크기비교를 중력 및 중력퍼텐셜 에너지에 의해서 비교하기에 결국 물질들의 에너지(질량)가 만들어 내는 중력퍼텐셜 에너지의 크기)와 같고 방향은 반대여야 한다고 추정해 왔다.
1998년의 우주의 가속팽창에 대한 관측으로부터, 우리는 우주의 가속팽창이 발생하기 위해서는 눈에 보이는 물질들의 모든 에너지를 합한 것보다 더 큰 척력적 에너지가 존재해야 한다고 추정하고, 이를 암흑에너지라고 이름 붙혔다. 또한, 이 암흑에너지는 물질 및 암흑물질과는 다른 독립적인 에너지로 인정받아 왔다.
우리는 중력 및 중력퍼텐셜 에너지에 의한 위의 분석은 그 타당성이 명확하다고 믿어 왔다.
그런데, 우리는 최근에 수치계산을 통해서, 이러한 중력적 효과를 통한 분석이 심각한 오류를 내포하고 있을 가능성을 발견하였다.
우리가, 음질량(음의 에너지)와 양질량(양의 에너지)을 같은 크기로 배치시켰더니, 중력퍼텐셜 에너지가 위와 같이, 3개(U++,U--, U-+)항이 나오는데,
U++(양질량들끼리의 중력퍼텐셜 에너지) = -1607.094,
U--(음질량들끼리의 중력퍼텐셜 에너지) = -1607.100,
U-+(음질량과 양질량 사이의 중력퍼텐셜 에너지) = +8475.688
위의 그림을 보면, 양의 값(척력적인 중력효과)을 갖는 U-+값이 |U--|+ |U++| 보다 훨씬 큰 값도 가능함을 알 수 있다.
즉, 양의 질량(에너지)의 크기와 음의 질량(에너지)의 크기가 같음에도 불구하고, 척력적 중력퍼텐셜 에너지가 인력적 중력퍼텐셜 에너지보다 훨씬 큰값도 가능함을 알 수 있다. (대략, 2.63배)
우리는 위와 같은 에너지 값에 대해서 눈에 보이는 물질들의 인력보다 더 큰 미지의 척력적 에너지 U-+가 존재한다고 기술하게 될 것이라는 점이다.
이때, 우리는 "U++를 만들어 내는 질량-에너지"의 5.27배(8475/1607) 해당하는 척력적인 질량-에너지가 존재할 것이라고 추측하게 된다는 점이다.
암흑에너지의 효과를 설명하기 위해서, 72.1% 수준의 질량-에너지가 존재해야 하는 것이 아닐, 72.1% 수준의 중력 퍼텐셜 에너지만 존재하면 된다는 점이다.
==========
여하튼,
m_ - = m_ + 이라 가정하고, 현재의 관측 또는 예측비가 나오는 배치를 시뮬레이션으로 찾아보았다.
아래와 같이 은하들이 음질량으로 둘러싸인 형태에서 서로 어느정도 거리를 떨어져 있을 때, 현재의 관측비와 매우 유사한 결과가 나왔다.
fig13. m+ = +100 X 6 = + 600. (±1200,0,0), (0,±1200,0), (0,0,±1200), each 100.
-m_- = (-0.2 X 500) X 6 = - 600.
음질량 분포 : center(±1200,0,0), center(0,±1200,0), center(0,0,±1200), negative mass is spread within R=3-120, md=8.
총 정지-질량에너지가 0인 상태에서 WMAP의 관측 또는 예측비를 얻었다는 점이 상당히 의미 있다.
F. 우주의 전체 시간에서 중력 퍼텐셜 에너지의 변화
Fig29. 우주의 시간에 따른 U_tot의 변화.( Fig15-b, Fig16-a, Fig18-b, Fig21-b, Fig23-c, Fig27-b 참조)
1) 중력퍼텐셜 에너지는 1/r에 비례하기에 우주가 커짐에 따라 최종적으로는 0 으로 접근한다.
2) 우주 초기에 U_tot는 다양한 값을 갖을 수 있다. 시간이 경과하면 유사한 그래프를 그릴 것으로 추정된다.
3) 우주 초기에 U_tot이 0 이거나, 양의 값을 갖을 가능성이 좀더 높아 보인다. 음의 에너지와 양의 에너지의 균일분포는 U_tot가 양의 값을 갖도록 한다.
총 중력 퍼텐셜 에너지는 초기에 0 또는 양의 값에서 시작할 지라도, 시간이 지남에 따라 음의 값으로 변하며, 양의 질량들이 결합하여 은하들을 형성하고, 이것이 임계값을 넘어가면 다시 양의 값으로 전환된다.
이것은 우리 우주의 초기에 가속팽창과 전반부의 감속팽창, 그리고 후반부의 가속팽창에 대해서 자연스런 설명을 제공한다.
Fig30. 우주의 시간에 따른 U_tot와 양질량 관련 GPE의 변화(Fig.15-b,c,Fig.16-a,b,Fig.18-b,Fig.21-b,23-c,25-b 참조.)
우주 초기에는 총 GPE가 0 일지라도, 우주는 가속팽창할 수 있다.
우리가 우주에서 관측하는 물질은 양의 질량들이고, 이 양의 질량과 관계된 중력 퍼텐셜 에너지항이 두개 있기 때문이다. (U++ 와 U-+ 항)
우주 초기에는 U_tot와 양질량 관련 GPE가 매우 큰 차이를 갖을 수 있지만, 시간이 흘러가면서, U_tot와 양질량 관련 GPE는 유사한 값과 유사한 형태를 갖는다.
최근의 관측으로부터 암흑에너지가 상수값처럼 보이는 이유를 알 수 있는데, 위 그림에서, 양질량 관련 GPE와 충GPE가 극소점에서 극대점으로 변하는 구간을 지난 50~70억년 사이에 지나왔기 때문이다.
그런데, 본 시뮬레이션의 결과상 이렇게 급격하게 암흑에너지가 증가하는 현상은 위 구간이 유일 한 것으로 보인다. 즉, 우리가 우주의 거의 전시간에서 암흑에너지를 측정하게 된다면, ΛCDM(람다씨디엠)과 본모델의 옳고 그름을 구분할 수 있게 될 것이다.
"음의 질량과 양의 질량의 쌍생성 모델"은 "ΛCDM 모델"과 분명히 다른 결과를 예측하고 있는데,
암흑에너지의 본질이 중력퍼텐셜에너지이기에, 이값이 음질량과 양질량의 국소적인 분포에 따라 일시적으로 증가하는 현상이 있지만, 본질적으로 여전히 중력퍼텐셜에너지이기 긴시간에 있어서 1/r 형태의 영향을 받는다.
즉, 우주는 상당기간 가속팽창 하지만, 그 가속도는 계속 감소하고, 최종적으로 0으로 접근함을 시사한다.
본 모델은 오직 하나의 단일 가정으로 부터 출발하고 있으며, 그것은
" 우주 초기에 음의 에너지와 양의 에너지의 쌍생성이 있었다" 이고, 이것을 다른 형태로 표현하면, "우주의 탄생시 에너지 보존 법칙이 성립했다" 이다.
이 단일한 가정으로부터, 우리 우주의 총에너지, 평평함, 인플레이션, 감속팽창, 암흑에너지(가속팽창), 그리고 암흑물질을 모두 설명한다.
기존의 이론들이 갖는 임시방편적인 여러가지 가정들(인플레이션의 동력, 우주상수 또는 진공에너지, WIMP와 같은 암흑물질)이 필요치 않으며, 음의 에너지는 우리 우주가 탄생시 에너지보존을 만족하기 위해서 필연적으로 요구되는 에너지이다.
물리학에서 가속도의 변화는 상당히 중요한 의미를 갖고 있고, 이것은 이론의 옳고 그름을 검증하는데 사용될 수 있다. 더욱이 그것이 양의 가속도 --> 음의 가속도 --> 양의 가속도 라는 복잡한 변화를 보였다.
본 모델이, "우주 초기에 에너지 보존 법칙이 성립했다!"는 심플하며, 근원적인 가정으로부터 이러한 변화를 연속으로 설명하고 있음은 매우 중요한 결과이다.
우주의 탄생, 인플레이션, 암흑에너지, 암흑물질, 파인튜닝, CC Problem, 은하 구조 및 Void 구조 등등의 천문학적 문제를 해결하기 위해서 단 한가지만 수행해 보면 된다.
음의 에너지와 양의 에너지의 쌍생성을 가정하고, 이것을 대규모로 컴퓨터 시뮬레이션 해보면 된다.
=============
1. Dark energy - Accelerating expansion of distant galaxy due to negative mass
http://www.youtube.com/watch?v=71nMvwUhHwE
2. Inflation, decelerating expansion and accelerating expansion with pair creation of negative mass and positive mass
http://www.youtube.com/watch?v=SRUqQM2FfNU
3. Paper: The change of Gravitational Potential Energy and Dark Energy in the Zero Energy Universe
http://vixra.org/abs/1110.0019
4. 위 포스팅은 암흑에너지 및 중력 퍼텐셜 에너지에 관한 중요한 보고( http://blog.naver.com/hbar108/150120877505) 라는 포스팅과 연결되어 있기에, 참고하시기 바랍니다.
5. [요약]
[Abstract]
중력은 우주의 구조를 지배하는 힘이고, 우리는 우주의 구성성분을 파악함에 있어 중력 및 중력퍼텐셜 에너지의 크기를 통하여 우주를 구성하는 성분들의 양을 추정하고 있다. 본 논문에서는 우주가 제로 에너지 상태로부터 양의 에너지와 음의 에너지의 쌍생성을 통하여 탄생하고 팽창할 수 있음을 보이고 있다.
음의 에너지와 양의 에너지가 존재할때의 중력퍼텐셜 에너지는 U++, U- -, U-+(음의 질량과 양의 질량 사이의 중력퍼텐셜 에너지) 3개항으로 구성되어 있고, 이중 U-+는 양의 값을 갖으며, 척력적 중력효과를 갖게 하는 성분이다. U-+는 시스템의 내부에너지에 대응되며, 암흑에너지로 해석될 수 있다.
또한 음의 질량과 양의 질량의 분포에 따라, U-+는 |U++| + |U--| 보다 훨씬 큰 상황도 가능한데, 이는 72.1% 수준의 암흑에너지가 독립적으로 존재하는 것이 아니라, matter에 해당하는 4.6%의 양의 에너지(질량)와 똑같은 4.6%의 음의 에너지(질량)에 의해 발생하는 중력 퍼텐셜 에너지에 의해서도 설명이 가능함을 의미한다. 더욱이 4.6%의 음의 에너지는 우주의 가장 자연스러운 총에너지값인 0 에너지로부터 필연적으로 요구되는 에너지이다.
본 발견은 중력적 효과의 크기와 우주의 구성성분의 크기가 언제나 1:1 대응될 것이라고 확신했던 우리의 믿음이 잘못되었음을 시사한다.
우리는 우주의 탄생으로부터 현재까지 단계별 모델들을 설정하고, 각 단계에서 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 중력퍼텐셜 에너지를 계산했다. 그 결과 "음의 질량과 양의 질량의 쌍생성 모델"이 우주 초기의 인플레이션과 전반부의 감속팽창, 그리고 현재의 가속팽창까지 시간순으로 설명함을 확인할 수 있었다.
최근 덧글