f117
| 17 |
|---|
음의 질량의 기원
... "우주가 두 가지 요소의 조합일까?"라는 장에서 수리오의 연구를 인용하자. 그의 저서 『역학계의 구조』(Dunod, 1970, 197-200쪽)는 최근 영문판으로 출간되었으며, 『역학계의 구조』(Birkhauser, 1997)이다. 출발점은 군론이다. 포앵카레 군의 "완전한" 작용을 그의 운동량 위에서 분석함으로써, 수리오는 우주가 양의 에너지와 음의 에너지(즉, 음의 질량)를 가진 입자들을 동시에 구현할 수 있음을 보여준다. 군 이론은 이에 반대하지 않는다. 그러나 서로 반대되는 질량을 가진 두 입자 간의 만남은 문제를 야기한다. 그 결과는 완전한 소멸이며, 광자조차 남지 않는다. 순전히 공허에서부터의 공허. 양의 질량과 음의 질량이 동일한 비율로 섞여 있는 우주는 단지 사라질 뿐이다. 수리오가 제안한 해결책은 다음과 같다:
- 하나는, 무한한 지혜와 통찰력을 지닌 신이 의도적으로 음의 질량을 창조하지 않았다는 것.
- 다른 하나는, 포앵카레 군의 두 가지 "역시계" 성분을 조심스럽게 제거하여, 질량뿐만 아니라 시간까지 뒤바꾸는 성분을 제외하고, 오직 두 가지 "정시계" 성분만을 유지하는 것.
...그러나 수리오는 우주 내에 음의 질량이 존재할 가능성은 완전히 배제하지 않으며, 그 경우 다음과 같은 역학을 선택한다:
-
양의 질량은 뉴턴의 법칙에 따라 서로 끌어당긴다.
-
음의 질량은 "역뉴턴" 법칙에 따라 서로 밀어낸다.
-
양의 질량과 음의 질량은 "역뉴턴" 법칙에 따라 서로 밀어낸다.
...음의 질량이 서로 밀어내는 방식으로는 구조, 물체, 별, 은하와 같은 것이 형성되지 않는다. 그들은 서로를 피하고, 우주에 존재하는 모든 것을 피하게 된다. 마치 전반적인 공포증(어원적으로는 모든 것에 대한 두려움)과 같다. 이러한 본질적인 고립주의적 행동은 그들의 존재를 보장한다.
음의 질량을 포함하는 우주는 어떤 모습일까?
...음의 질량은 물질이 떠난 공간의 모든 영역을 채운다. 이러한 영역에서는 음의 물질이 가능한 한 균일한 분포를 취한다. 따라서 빛이 이러한 '무물질 영역'을 통과할 때 중력 렌즈 효과를 전혀 받지 않는다. 따라서 관측을 통한 탐지 측면에서는 전혀 신호가 없다.
역중력 렌즈 효과
...이전에 중력 렌즈 효과, 즉 물질의 집합으로 인해 빛의 경로가 굴절되는 현상을 언급했다. 그림 44 참조. 2차원 교육용 모델은 오래된 포지코네(뾰족한 원뿔) 모델이다.
...그러면 음의 질량 집합이 광자의 경로에 미치는 영향은 어떠한가? 이는 음의 곡률 영역, 즉 '역포지코네'에 해당하며, 그림 88과 89 참조. 지오데식선은 서로 멀어진다.
이 기하학적 구조도 아인슈타인 방정식의 해이다.
참고: "Jean-Pierre Petit and Pierre Midy: 물질의 유령, 천체물리학 2: 공액 정적 상태 계량, 정확한 해. [사이트에서 확인: Geometrical Physics A, 2- 5], 1998."
...스카워츠실드 해(내부 및 외부)를 다시 가져와 질량의 부호만 반대로 하면 된다. 아래는 교육용 2차원 이미지이다. 음의 질량은 빛의 경로를 밀어낸다.
그러나 균일하게 분포된 질량(양의 질량이든 음의 질량이든)은 양의 중력 렌즈 효과나 음의 중력 렌즈 효과를 생성하지 않는다.
음의 질량에 의한 고립 효과
...양의 질량은 자기 자신을 끌어당기는 성질이 있으며, 중력 불안정성에 민감하다. 이들은 응집체를 형성하고, 음의 질량을 밀어내며, 그 결과 음의 질량 분포는 갈라져서 빈 공간이 생긴다.
예를 들어 은하들은 이러한 갈라진 분포 속에 자리 잡을 수 있다.
...음의 질량이 양의 질량에 가하는 역중력적 반작용은 그들의 고립에 기여할 수 있다.
...이제 교육용 2차원 모델에 대해 간단히 언급하자. 이 모델은 양의 질량과 음의 질량의 혼합으로 이루어진 우주의 기하학을 상기시킬 수 있다. 거대한 텐트 천이 지지대 위에 놓여 있다고 상상해 보자. 지지대가 매우 날카롭다면, 이는 점질량의 양의 질량을 의미한다. 지지대가 둥글면, 양의 질량의 집합을 의미한다.
지지대의 둥근 부분을 따라 텐트 천이 감기는 부분은 양의 곡률을 가지며, 그 이상의 영역은 음의 곡률을 가진다. 지지대가 날카로우면 지지대 꼭대기 주변은 원뿔 형태(접평면의 포장)를 띤다. 이 지점은 곡률이 집중된 상태를 나타낸다. 만약 천이 평평한 지면 위에 단단히 당겨져 있다면, 전체 곡률은 0이 된다. 이는 곡률이 "더 큰" 영역에서 양의 곡률이 존재하는 양만큼, 곡률이 "작은" 영역에서 음의 곡률이 존재한다는 의미이다.
이 천 위에 몇몇 지오데식선을 표시했다. 이를 평평한 지면에 투영하면 다음과 같다.
하지만 교육용 이미지를 떠나자. 4차원 초표면은 어떠한가?
아인슈타인 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있다:
**S **= c T
여기서 S는 기하학적 텐서이고, T는 "에너지-물질 텐서"이다. 특정 조건과 형태에서 이를 구체화하면, 물질 에너지 밀도 r과 압력 p(단위 부피당 에너지 밀도이므로, 1파스칼은 1줄/제곱미터와 동일)가 명시적으로 나타난다.
...양의 질량이 기여하는 에너지 밀도와 압력을 각각 r+와 p+라 하자. 이들로 구성된 텐서를 T+라 하자. 음의 질량이 기여하는 r-와 p-는 음의 값이 된다. 이들로 구성된 텐서를 T-라 하자.
해당 장 방정식은 다음과 같이 된다:
**S **= c (**T + + ** T-)
../../../bons_commande/bon_global.htm
**
이 페이지의 조회 수 (2004년 7월 1일 이후)** :