[논문 리뷰] Gravity as the Second-Order Relativistic-Manifestation of Electrostatic-Force

R. C. Gupta|ArXiv.org|2005. 05. 27.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 11인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 원자 내 양성자와 전자 간의 전기력이 상대성 이론의 2차 효과로서 중력을 유도하는 것으로 제안한다. 이는 움직이는 전하에서 발생하는 자력이 상대성 이론의 1차 효과인 것과 유사하다. 특수 상대성 이론에 2차 보정을 적용하여, 질량에 비례하고 거리의 제곱에 반비례하는 장거리 인력이 도출되며, 이는 관측된 중력 행동과 일치하고 빛의 속도로 전파된다.

ABSTRACT

It is well known that magnetic force between two current carrying conductors is a relativistic manifestation of net electrostatic force between relatively moving electrons & protons of the two wires. On similar grounds but with more accurate considerations i.e., of second order relativistic considerations, it is shown here that gravitational-force between two bodies is in-fact due to relativistic manifestation of net electrostatic force between protons & revolving electrons in atoms of the two bodies. As special-relativity provides a bridge between electricity and magnetism, in somewhat similar way (as described in the paper) it is shown that once again it is the special-relativity which provides the much sought-after link between electrostatic force and gravitational force. If magnetism is the first-order (velocity-dependant) effect of moving electrons in conductor, gravitation is the second-order (acceleration-dependant) effect of revolving electrons in atoms. The new proposed gravitation-theory seems to be well in accordance with gravity behavior i.e., it correctly predicts that gravity is a long-range attractive-force proportional to masses & follows inverse-square-law and is transmitted with the velocity of light.

연구 동기 및 목표

• 특수 상대성 이론을 사용하여 전기력과 중력 간의 이론적 연결을 수립한다.
• 중력을 기본 힘이 아니라 물질 내 전기적 상호작용의 상대론적 결과로 설명한다.
• 역제곱 법칙과 빛의 속도로 전파되는 중력 행동이 전기력에 대한 상대론적 보정에서 자연스럽게 유도됨을 보여준다.
• 원자 척도의 전하 시스템에서 전기력(1차 상대론적 효과)과 중력(2차 상대론적 효과) 간의 유사성을 확장한다.

제안 방법

• 원자 내 양성자와 전자 간의 전기력에 특수 상대성 이론을 적용하여 상대 운동을 고려한다.
• 속도와 가속도 항을 포함하는 2차 상대론적 보정을 사용하여 두 물체 간의 합력 계산한다.
• 원자를 양성자와 궤도를 도는 전자로 구성된 시스템으로 모델링하고, 그 운동을 상대론적으로 처리하여 합력 계산한다.
• 중력력을 전기력에 대한 상대론적 보정으로 유도하여 질량에 비례하고 역제곱 법칙을 따르는 것을 보여준다.
• 질량 중심의 정지 프레임에서 힘을 분석하여, 이 힘이 인력이며 장거리임을 보여준다.
• 유도된 힘을 뉴턴의 만유인력 법칙과 비교하여, 빛의 속도로 전파되고 역제곱 법칙을 따름을 확인한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2차 보정을 사용하여 전기력의 상대론적 표현으로서 중력을 도출할 수 있는가?
• RQ2 원자 내 전자와 양성자의 상대론적 운동이 뉴턴의 중력과 일치하는 힘을 어떻게 유도하는가?
• RQ3 속도와 가속도 항이 자석과 유사한 2차 상대론적 효과를 생성하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 유도된 힘이 중력의 주요 특성—장거리, 역제곱 법칙, 인력—을 갖는가?
• RQ5 이 프레임워크에서 중력의 속도가 빛의 속도와 일치하는가?

주요 결과

• 중력은 원자 간의 순전기력에 대한 2차 상대론적 보정으로서 유도된다.
• 유도된 힘은 두 물체의 질량의 곱에 비례하며, 뉴턴의 만유인력 법칙과 일치한다.
• 힘은 실험적 관측과 일치하는 역제곱 법칙을 따른다.
• 힘은 인력이며, 상대론적 인과성에 따라 빛의 속도로 전파된다.
• 이 모델은 중력을 원자 내 움직이는 전하의 상대론적 효과로 설명하며, 자석이 움직이는 전하에서 유도되는 것과 유사하다.
• 이론은 새로운 기본 힘이나 상수를 도입하지 않고도 중력의 핵심 특성을 재현한다.