[논문 리뷰] Octonionic Electromagnetic and Gravitational Interactions and Dark Matter

Zihua Weng|arXiv (Cornell University)|2006. 12. 12.

Relativity and Gravitational Theory인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 허수 및 옥터니언 대수를 활용하여 전자기적 상호작용과 중력적 상호작용을 통합하는 옥터니언 프레임워크를 제안한다. 이 프레임워크는 수정된 중력장과 암흑물질장을 도입하며, 행성 궤도의 근접 공면성 및 근접 원형 궤도, 그리고 장 에너지 밀도 또는 운동량 변화에 의한 속도 변동을 예측하는 방정식을 유도한다. 또한 이중 전하를 지닌 약한장 성분을 암흑물질 후보로 식별한다.

ABSTRACT

Based on Maxwellian quaternionic electromagnetic theory, the electromagnetic interaction, gravitational interaction and their coupling influence with the dark matter field in octonionic space are discussed. The research results disclose the close relationships of dark matter field with electromagnetic and gravitational interactions. In the electromagnetic interaction, the variation of field energy density has direct effect on the force of charge and current. In the modified gravitational interaction, the near coplanarity, near circularity and corevolving of planetary orbits are deduced from the equations set. The change of centrifugal force of celestial body leads to fluctuation of revolution speed, when the field energy density, celestial body's angular momentum in its sense of revolution or its mass spatial distribution varied. In the dark matter field, the equations set reveal the movement properties of dark matter in certain conditions and its influence on ordinary matter movements. The research results explain that some observed abnormal phenomena about celestial bodies are caused by either modified gravitational interaction or dark matter.

연구 동기 및 목표

• 표준 중력 이론으로 설명되지 않는 천체 운동의 모순을 해결하기 위해.
• 이상한 은하계 회전 곡선을 설명하기 위해 암흑물질과 수정된 중력의 역할을 탐구하기 위해.
• 전자기적 상호작용과 중력적 상호작용을 위한 통합 수학적 프레임워크를 옥터니언과 허수를 사용해 개발하기 위해.
• 관측 가능한 궤도 행동을 예측할 수 있는 수정된 중력장과 암흑물질장의 방정식을 도출하기 위해.
• 장 강도와 전하 성질에 기반하여 암흑물질 후보 입자와 장 특성들을 식별하기 위해.

제안 방법

• 네 차원 시공간에서 허수 대수를 사용하여 전자기적 상호작용과 중력적 상호작용을 수립한다.
• 시공간 등가성 가정을 통해 전자기적 시공간과 중력적 시공간을 통합함으로써 형식을 여덟 차원 시공간으로 확장한다.
• 전자기-중력 결합장을 기술하기 위해 옥터니언 대수를 도입하여 암흑물질과 수정된 중력의 통합적 처리를 가능하게 한다.
• 미분 연산자와 장 잠재함수를 사용하여 중력-중력 및 중력-전자기 하위장의 장 방정식을 유도한다.
• 게이지 조건과 에너지 밀도 항을 적용하여 장 변화에 따른 힘의 변화와 궤도 역학을 분석한다.
• 암흑물질장(전자기-중력 하위장)과 수정된 중력장(중력-중력 하위장) 간의 결합 효과를 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 전자기적 상호작용과 중력적 상호작용을 하나의 여덟 차원 시공간 프레임워크 안에서 어떻게 통합할 수 있는가?
• RQ2 수정된 중력장이 궤도의 공면성, 원형성, 공진행성과 같은 행성 궤도 특성에 미치는 관측 가능한 영향은 무엇인가?
• RQ3 천체의 장 에너지 밀도 또는 운동량 변화가 궤도 속도와 관성력에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 전자기-중력 하위장에서 암흑물질 후보의 장 강도와 전하 성질은 무엇인가?
• RQ5 암흑물질장과 수정된 중력장 간의 결합 효과가 일반 물질의 운동에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 수정된 중력장은 근접 공면성 및 근접 원형 궤도를 예측하며, 장 역학에 의해 중심공전 운동이 발생한다.
• 장 에너지 밀도의 변화 또는 천체의 운동량 변화는 궤도 공전 속도의 변동을 유도한다.
• 전자기-전자기 및 중력-전자기 하위장을 포함하는 암흑물질장은 두 가지의 고유 전하를 지니며, 이로 인해 암흑물질 입자는 매우 다양하다.
• 암흑물질의 두 하위장 강도는 뉴턴 중력장보다 약하며, 중력-중력 하위장보다 약간 낮은 값이다.
• 전자기-전자기 및 중력-전자기 하위장에서 장의 원천이 적절히 분포하면 천체의 효과적 중력이 증가하여 안정화 속도가 향상된다.
• 장 방정식의 마지막 항이 0이 아닐 경우 암흑물질장과 수정된 중력장 간의 결합은 비영이 되며, 이는 측정 가능한 상호작용 효과가 있음을 시사한다.