[논문 리뷰] The Speed of Light and the Einstein Legacy: 1905-2005

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|2005. 01. 11.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 7인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 1887년 마이클슨-모리의 실험을 보다 정교한 간섭계 모델을 사용해 재분석함으로써 특수상대성 이론의 기본 가정을 도전한다. 이 모델은 펠드스키-로렌츠 수축과 공기의 굴절률 효과를 모두 포함한다. 분석 결과, 절대 운동 속도가 300 km/s를 초과하는 상당한 간섭무늬 이동이 나타나며, 이는 빛의 속도가 일정하지 않음을 시사하고, 상대성 이론과 중력 이론의 근본적인 재구성 필요성을 제기한다. 절대 운동이 상대성 효과의 근원임을 주장한다.

ABSTRACT

That the speed of light is always c=300,000km/s relative to any observer in nonaccelerating motion is one of the foundational concepts of physics. Experimentally this was supposed to have been first revealed by the 1887 Michelson-Morley experiment, and was made one of Einstein's key postulates of Special Relativity in 1905. However in 2002 the actual 1887 fringe shift data was analysed for the first time with a theory for the Michelson interferometer that used both the Fitzgerald-Lorentz contraction effect, as well as the effect of the air in the interferometer on the speed of light. That analysis showed that the data gave an absolute motion speed in excess of 300km/s. So far six other experiments have been shown to give the same result. This implies that the foundations of physics require significant revision. As well data shows that both Newtonian gravity and General Relativity are also seriously flawed, and a new theory of gravity is shown to explain various so-called gravitational `anomalies', including the `dark matter' effect. Most importantly absolute motion is now understood to be the cause of the various relativistic effects, in accord with the earlier proposal by Lorentz.

연구 동기 및 목표

• 빛의 속도가 모든 관성 기준에서 일정하다는 가정을 뒷받침하는지 실험 데이터를 검증하기 위해 1887년 마이클슨-모리 실험을 더 정확한 간섭계 모델을 사용해 재표현한다. 이 모델은 길이 수축과 공기의 굴절률 효과를 모두 포함한다.
• 원래 실험 데이터가 실제로 모든 관성 기준에서 빛의 속도가 일정하다는 것을 뒷받침하는지 테스트한다.
• 특수상대성 이론의 핵심 가정인 빛의 속도 불변성을 도전한다.
• 상대 운동이 아니라 절대 운동이 시계의 지연과 길이 수축과 같은 상대성 효과의 진정한 원인임을 제안한다.
• 뉴턴 중력법칙과 일반상대성 이론이 근본적으로 잘못되었으며, '암흑 물질' 이상 현상들을 설명할 수 있는 새로운 중력 이론이 필요하다고 주장한다.

제안 방법

• 필드스키-로렌츠 수축과 공기의 굴절률을 모두 고려한 간섭계 이론 모델을 사용해 1887년 마이클슨-모리 간섭무늬 이동 데이터를 재분석한다.
• 간섭계가 회전할 동안 진공이 아닌 공기 중에서의 빛의 속도를 고려한 수정된 간섭무늬 이동 공식을 적용한다.
• 관측된 간섭무늬 이동을 바탕으로 간섭계의 공간을 향한 절대 속도를 추정한다. 이때 간섭계의 암부는 수축되고 빛의 전파 속도는 공기로 인해 느려진다고 가정한다.
• 1887년 실험 데이터로부터 유도된 절대 속도를, 2002년 이후로도 비슷한 비제로 절대 운동을 보고한 여섯 개의 현대 실험 결과와 비교한다.
• 절대 운동을 기반으로 한 새로운 중력 이론을 제안하며, 이는 '암흑 물질' 효과와 같은 중력 이상 현상을 보이지 않는 질량을 도입하지 않고도 설명할 수 있다고 주장한다.
• 상대성 효과인 시간 지연과 길이 수축을 상대 운동이 아닌 절대 운동의 결과로 재해석함으로써, 로렌츠의 원래 해석을 부활시킨다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 공기의 굴절률과 길이 수축을 보정한 후, 1887년 마이클슨-모리 실험 데이터가 실제로 모든 관성 기준에서 빛의 속도가 일정하다는 것을 뒷받침하는가?
• RQ2 마이클슨-모리 실험에서 관측된 간섭무늬 이동은 간섭계가 공간을 향해 절대 운동하고 있음으로써 설명될 수 있는가, 아니면 null 결과로 간주되어야 하는가?
• RQ3 2002년 이후로도 여섯 개의 실험이 비제로 절대 운동을 보고한 이유는 무엇이며, 이는 특수상대성 이론의 기초에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 절대 운동을 기반으로 한 새로운 중력 이론은 보이지 않는 질량을 요구하지 않고도 '암흑 물질' 효과를 설명할 수 있는가?
• RQ5 시간 지연과 길이 수축과 같은 상대성 효과의 기원은 상대 운동이 아니라 절대 운동이 더 잘 설명할 수 있는가? 이는 원래 로렌츠가 제안한 바와 같다.

주요 결과

• 1887년 마이클슨-모리 실험 데이터의 재분석 결과, 절대 운동 속도가 300 km/s를 초과하는 간섭무늬 이동이 나타나며, 이는 전통적으로 실험에 기인한 null 결과로 간주된 바와 정면으로 배치된다.
• 간섭계 모델에 공기의 굴절률을 포함시키면 예상 간섭무늬 이동이 크게 변화하며, 이는 공간을 향한 운동의 비제로 검출을 가능하게 한다.
• 2002년 이후로도 여섯 개의 추가 실험이 유사한 결과를 얻었으며, 이는 다양한 실험 설정에서도 일관된 절대 운동 신호가 존재함을 시사한다.
• 논문은 모든 관성 기준에서 빛의 속도가 일정하다는 것이 실험적 증거에 의해 뒷받침되지 않으며, 이는 특수상대성 이론의 핵심을 도전함을 결론 내린다.
• 절대 운동을 기반으로 한 새로운 중력 이론가 제안되며, 이는 '암흑 물질' 효과와 같은 중력 이상 현상을 보이지 않는 질량 없이도 설명할 수 있다.
• 시간 지연과 길이 수축과 같은 상대성 효과는 상대 운동이 아닌 절대 운동의 결과로 재해석되며, 로렌츠의 원래 상대성 이론 이전의 프레임워크를 부활시킨다.