[논문 리뷰] An Isolated Gravitational Dipole Moment Placed at The Center of the Two Mass Pole Model Universe

Eue Jin Jeong|ArXiv.org|1997. 07. 07.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 4인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 회전하는 반구형 질량 껍질 내의 비균일한 질량 분포에서 기인하는 중력 듀폴 모멘트가 비뉴턴 중력장을 생성한다고 제안한다. 이 듀폴은 두 질량 극을 가진 우주 모델의 중심에 위치할 때, 먼 은하에서 관측된 이례적인 적색편이를 설명할 수 있는 동적 힘을 유도할 수 있으며, 이는 듀폴 효과의 천체역학적 기원을 시사한다.

ABSTRACT

The unexpected dynamic shift of the center of mass for a rotating hemisphere is shown to produce the general relativistic dipole field in the macroscopic scale. This prompts us the question of what might be its cosmological implications. The uniformly rotating sphere has the effect of the latitude dependent mass density distribution as reported by Bass and Pirani which is the cause of the `induced centrifugal force' in the Thirring's geodesic equation near the center of the rotating spherical mass shell. On the other hand, one would expect the constant acceleration of the mass components may cause a general relativistic gravitational field. The component-wise accumulation of this effect has been shown to appear as the non zero gravitational dipole moment in a rotating hemispherical mass shell. The present report discusses this non-Newtonian force experienced by a gravitational dipole moment placed at the center of the two mass pole model universe and its relevance to the observed anomalous red shift from far away galaxies.

연구 동기 및 목표

• 반지름이 있는 반구형 질량 껍질 내에서 비뉴턴 중력 듀폴 모멘트의 기원을 조사하는 것.
• 이러한 듀폴이 두 질량 극을 가진 우주 모델의 중심에 위치할 경우 발생하는 중력장 분석.
• 이 듀폴장이 먼 은하에서 관측된 이례적 적색편이를 설명할 수 있는지 탐구하는 것.
• 반지름이 있는 시스템에서 질량 성분의 가속도와 위도에 따라 달라지는 밀도의 상대론적 효과 분석.
• 대규모 대칭 우주 모델 내에서 고립된 중력 듀폴 모멘트의 천체역학적 의미 평가.

제안 방법

• 논문은 Bass와 Pirani의 연구에서 유도된 위도에 따라 달라지는 질량 밀도를 가진 반지름이 있는 반구형 질량 껍질을 모델링한다.
• Thirring의 지오데식 방정식을 적용하여 회전 중심 부근의 유도된 관성력(원심력)을 분석한다.
• 상대론적 질량 가속도의 성분별 누적 계산을 통해 순수가 아닌 중력 듀폴 모멘트를 도출한다.
• 이 듀폴 모멘트는 두 질량 극을 가진 우주 모델의 중심에 위치시켜 그 중력적 영향을 연구한다.
• 일반 상대성 이론의 수식을 사용하여 대칭적인 천체역학적 프레임워크 내에서 듀폴이 생성하는 효과적 장을 유도한다.
• 비뉴턴 효과가 표준 뉴턴 중력보다 지배적인 거시적 척도를 가정한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 반지름이 있는 반구형 질량 껍질이 상대론적 질량 분포 효과로 인해 비영인 중력 듀폴 모멘트를 생성할 수 있는가?
• RQ2 유도된 듀폴장이 두 질량 극을 가진 우주 모델의 중심에 있는 시험 입자에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 대칭적인 천체역학적 프레임워크 내에서 듀폴 모멘트에서 기인하는 비뉴턴 힘의 성격은 무엇인가?
• RQ4 이러한 시스템이 생성하는 듀폴장이 먼 은하에서 관측된 이례적 적색편이와 상관이 있는가?
• RQ5 반지름이 있는 껍질에서 위도에 따라 달라지는 질량 밀도가 중력 듀폴장을 생성하는 데 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 반지름이 있는 반구형 질량 껍질은 상대론적 질량 가속도 효과의 성분별 누적으로 인해 비영인 중력 듀폴 모멘트를 생성한다.
• 듀폴 모멘트는 거시적 영역에서 표준 뉴턴 예측과 다름없는 비뉴턴 중력장을 생성한다.
• 두 질량 극을 가진 우주 모델의 중심에서의 장은 Thirring의 수식에 따른 지오데식 방정식에 부합하는 동적 힘 성분을 나타낸다.
• 모델은 먼 은하에서 관측된 이례적 적색편이가 이 듀폴 유도 중력 효과로 설명될 수 있음을 시사한다.
• 듀폴장은 특히 회전 껍질의 적도 평면 근처에서의 상대론적 질량 밀도 재분포에 기인한다.
• 결과는 암흑 에너지나 팽창을 요구하지 않는, 적색편이의 내재적 듀폴 중력장 기반 천체역학적 메커니즘의 가능성을 시사한다.