[논문 리뷰] The Theory Of Gravity

A. A. Logunov|ArXiv.org|2002. 10. 02.

Computational Physics and Python Applications참고 문헌 6인용 수 48

한 줄 요약

이 논문은 시공간의 곡률과는 다를 바 있는, 민코프스키 공간에서의 게이지 이론으로서의 상대론적 중력 이론(RTG)을 제안한다. 여기서 중력은 스핀-2와 스핀-0 성분을 가진 물리적 장으로 간주되며, 일반 상대성 이론의 기하학적 접근과 근본적으로 다릅니다. 이 이론은 자신의 방정식들로부터 유일하게 후뉴턴 근사를 유도하며, 빅뱅이 없는 주기적이고 무한하며 평탄한 우주를 예측하고, 수성의 근일점 이슬람과 빛의 굴절 현상을 상대론적 보정 항을 통해 설명합니다. 이는 일반 상대성 이론의 기하학적 접근과 블랙홀 및 어두운 에너지에 대한 가정과 근본적으로 다릅니다.

ABSTRACT

In the framework of the special theory of relativity, the relativistic theory of gravitation (RTG) is constructed. The energy-momentum tensor density of all the matter fields (including gravitational one) is treated as a source of the gravitational field. The energy-momentum and the angular momentum conservation laws are fulfilled in this theory. Such an approach permits us to unambiguously construct the gravitional field theory as a gauge theory. According to the RTG, the homogeneous and isotropic Universe is to be ``flat''. It evolves cyclewise from some maximal density to the minimal one, etc. The book is designed for scientific workers, post-graduates and upper-year students majoring in theoretical physics.

연구 동기 및 목표

• 일반 상대성 이론의 기하학적 곡률과는 다를 바 있는, 민코프스키 공간 내에서의 게이지 이론으로서의 상대론적 중력 이론(RTG)을 개발하는 것.
• 이론 외부의 가정을 포함하지 않고도, 원칙에서부터 후뉴턴 근사를 독립적으로 도출하는 것.
• 일반 상대성 이론에서의 엄격한 보존 법칙 부족과 등가원리의 모호성 등의 모순을 해결하는 것.
• 수성의 근일점 이슬람과 같은 태양계 내 중력 현상을 궤도 방정식의 상대론적 보정 항을 통해 설명하는 것.
• 블랙홀의 존재를 도전하고, 표준 우주 팽창 모델을 거부하며, 초기 특이성이 없는 주기적이고 평탄한 우주를 제안하는 것.

제안 방법

• 중력장이 자기 에너지를 포함한 보존된 에너지-운동량 텐서에서 유래하는 민코프스키 공간 내 RTG를 게이지 이론으로 수립하는 것.
• 최소 작용 원리를 사용하여 기본 보존 법칙과 일관성을 유지하는 RTG 방정식의 전체 집합을 유도하는 것.
• 효과적인 리만 기하학이 시공간 곡률이 아니라 중력장에서 기인하는 장 이론적 접근을 도입하는 것.
• 후뉴턴 근사를 RTG에 적용하기 위해 상대론적 보정 항 $\frac{d^2u}{d\varphi^2} + u = \frac{EGM}{J^2c^2} + \frac{3GM}{c^2}u^2$ 을 포함한 궤도 방정식을 푸는 것.
• 구형 대칭 해를 변수 $u = 1/W$, $W = r + GM$ 을 사용하여 근일점 이슬람과 빛의 굴절을 유도하는 것.
• 수집 에너지 방출과 거대 천체에서의 사건의 지평선 부재를 고려하여 RTG의 예측을 일반 상대성 이론과 대조하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 민코프스키 공간 내에서 보존 법칙을 모두 유지하는 일관된 상대론적 중력 이론을 게이지 이론으로 구성할 수 있는가?
• RQ2 RTG의 후뉴턴 근사는 이론의 방정식들로부터 외부 가정 없이 유일하게 도출되는가?
• RQ3 RTG는 기하학적 곡률에 의존하지 않고 수성의 근일점 이슬람과 빛의 굴절 현상을 어떻게 설명하는가?
• RQ4 RTG의 우주론적 함의는 빅뱅, 우주 팽창, 암흑 물질에 관해 어떤가?
• RQ5 일반 상대성 이론에서 기술된 블랙홀은 자연계에 존재하는가, 아니면 RTG 내에서 거대 천체는 특이성이 없는 다른 구조를 가질까?

주요 결과

• RTG는 수성의 근일점 이슬람을 유도할 때 정밀한 상대론적 보정 항 $\frac{3GM}{c^2}u^2$ 을 제공하며, 이는 관측된 연간 43''의 이슬람을 직접 설명한다.
• RTG의 후뉴턴 근사는 일반 상대성 이론과 달리 이론의 방정식들로부터 외부 가정 없이 독립적으로 도출된다.
• RTG는 초기 특이성이 없고, 주기적이고 무한하며 평탄한 우주를 예측하며, 빅뱅은 공간의 각 점에서 고밀도·고온 상태로 대체된다.
• 이 이론은 블랙홀의 존재를 부정하며, 물질이 중력 반경을 초월해 붕괴할 수 없다고 주장하고, 거대 천체에 대한 구형 수축 과정에서의 상당한 에너지 방출을 예측한다.
• RTG는 탈속도 계수 $q > 0$ 을 예측하여 우주의 감속 팽창을 뜻하며, 최근 관측 데이터에 기반한 가속 팽창 주장과 정면으로 배치된다.
• 이 이론은 중성자기의 비제로 질량을 도입하며, 허블 상수와 탈속도 계수 $q$ 와 같은 천문학적 파라미터를 통해 제약을 가질 수 있다.