[논문 리뷰] Unravelling Lorentz Covariance and the Spacetime Formalism

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|2008. 07. 11.

Biofield Effects and Biophysics참고 문헌 11인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 갈릴레이 좌표계와 미ン코프스키 시공간 좌표계 사이의 정확하고 역행 가능한 사상(매핑)을 제안하며, 로렌츠 공변성과 시공간 체계가 비물리적 좌표계의 수학적 산물이지 근본적인 진리가 아니라는 것을 입증한다. 핵심 결과는 상대성 효과가 실재하는 동적인 3차원 공간에 대한 상대 운동에서 기인하며, 이는 이전까지는 열악한 미ン코프스키 좌표계에 의존함으로써 간과당해 온 것이다. 이로 인해 로렌츠의 원초적 해석이 부활되고 절대 운동과 상대성 이론 사이의 오랫동안 지속된 갈등이 해결된다.

ABSTRACT

We report the discovery of an exact mapping from Galilean time and space coordinates to Minkowski spacetime coordinates, showing that Lorentz covariance and the spacetime construct are consistent with the existence of a dynamical 3-space, and "absolute motion". We illustrate this mapping first with the standard theory of sound, as vibrations of a medium, which itself may be undergoing fluid motion, and which is covariant under Galilean coordinate transformations. By introducing a different non-physical class of space and time coordinates it may be cast into a form that is covariant under "Lorentz transformations" wherein the speed of sound is now the "invariant speed". If this latter formalism were taken as fundamental and complete we would be lead to the introduction of a pseudo-Riemannian "spacetime" description of sound, with a metric characterised by an "invariant speed of sound". This analysis is an allegory for the development of 20th century physics, but where the Lorentz covariant Maxwell equations were constructed first, and the Galilean form was later constructed by Hertz, but ignored. It is shown that the Lorentz covariance of the Maxwell equations only occurs because of the use of non-physical space and time coordinates. The use of this class of coordinates has confounded 20th century physics, and resulted in the existence of a "flowing" dynamical 3-space being overlooked. The discovery of the dynamics of this 3-space has lead to the derivation of an extended gravity theory as a quantum effect, and confirmed by numerous experiments and observations.

연구 동기 및 목표

• 현대 물리학에서 로렌츠 공변성과 선호 프레임(동적인 3차원 공간)의 존재 사이에 나타나는 상충을 해결하기 위해.
• 미ン코프스키-아인슈타인 시공간 체계의 성공이 기본 물리적 진리가 아니라 비물리적 공간과 시간 좌표의 사용에서 비롯된다는 것을 입증하기 위해.
• 맥스웰 방정식의 로렌츠 공변성이 좌표 선택의 산물이지 물리적 불변성의 반영이 아니라는 것을 보여주기 위해.
• 시간 지연과 길이 수축이 실제 물리적 효과임을 규명한 네오갈릴레이(로렌츠형) 특수상대성 이론의 해석을 물리적으로 올바른 틀로 재정립하기 위해.
• 120여 년 동안 동적인 3차원 공간을 탐지하지 못한 것은 역사적 우연—맥스웰이 속도장을 생략하고 마이클슨이 잘못된 간섭계 설계를 한 것—덕분이지 그 존재의 부재 때문이 아니라는 주장을 펼기 위해.

제안 방법

• 갈릴레이 시간과 공간 좌표계에서 미ン코프스키 시공간 좌표계로의 정확하고 역행 가능한 수학적 매핑을 유도한다.
• 소리 이론을 물리적 유사성으로 사용: 움직이는 유체 내에서의 음파는 갈릴레이 공변성을 가지지만, 비물리적 좌표계를 사용하면 음파의 속도가 불변하는 로렌츠 공변성을 갖는 것으로 재구성될 수 있다.
• 동일한 체계를 전기역학에 적용하여 맥스웰 방정식의 로렌츠 공변성이 오직 이러한 비물리적 좌표계를 사용할 때만 나타남을 보여준다.
• 가스 모드와 진공 모드에서의 마이클슨 간섭계 실험을 분석하여, 가로로 빛의 속도 이방이성은 오직 가스 모드 실험에서만 감지되며, 이는 미ン코프스키 좌표계에서 억압된다는 것을 보여준다.
• 미ン코프스키-아인슈타인 체계가 열악함을 입증한다: 이는 동적인 3차원 공간을 지워내며 절대 운동과 속도장에 대한 물리적 정보를 삭제한다.
• 역행 매핑을 적용하여 갈릴레이 기술로 복귀함으로써 절대 운동과 宇宙 시간을 측정할 수 있음을 드러내며, 지역적 시간 지연을 보정하기 위해 3차원 공간에 대한 상대 속도를 측정함으로써 이를 달성한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 물리적 현실을 유지하면서 갈릴레이 좌표계와 미ン코프스키 시공간 좌표계 사이에 일관된 매핑을 설정할 수 있는가?
• RQ2 빛의 속도 이방이성을 통해 탐지 가능한 동적인 3차원 공간이 20세기 물리학에서 120여 년이 넘도록 간과된 이유는 무엇인가?
• RQ3 맥스웰 방정식의 로렌츠 공변성이 비물리적 좌표계에 기인한 산물일 정도로 근본적인 대칭이 아닌가?
• RQ4 실제 물리적 시간 지연과 길이 수축을 수반하는 네오갈릴레이 체계가 수학적 명료성과 존재론적 명확성 측면에서 미ン코프스키-아인슈타인 시공간 해석과 비교해 볼 때 어떤가?
• RQ5 미ン코프스키-아인슈타인 체계가 열악하다는 것—즉, 절대 운동을 표현할 수 없다는 것—는 우리 우주 시간과 중력에 대한 이해에 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• 갈릴레이 좌표계와 미ン코프스키 시공간 좌표계 사이에 정확하고 역행 가능한 매핑이 존재하며, 이는 로렌츠 공변성이 선호 프레임와 상충되지 않음을 보여준다.
• 맥스웰 방정식의 로렌츠 공변성은 비물리적 공간과 시간 좌표를 사용함으로써 발생하는 산물이며, 그 기초가 되는 물리학은 갈릴레이 공변성을 가지며 실재하는 동적인 3차원 공간에 대한 상대 운동을 묘사한다.
• 가스 모드 마이클슨 간섭계는 이론적으로 예상된 것보다 약 2000배 더 민감하며, 관측된 프리즘 이동은 빛의 속도 이방이성 약 1000분의 1을 나타내며, 이는 약 420 km/s의 3차원 공간 유동에 해당한다.
• 미ン코프스키-아인슈타인 체계는 열악하다: 이는 동적인 3차원 공간에 대한 정보를 억압하며, 빛의 속도 이방이성을 감지하는 실험을 기술할 수 없다.
• 지구 상의 시계는 동적인 3차원 공간에 대한 운동으로 인해 매일 약 0.085초가 우주 시간에 비해 늦어지며, 이는 지역 속도를 측정함으로써 보정할 수 있다.
• 수학적 명료성과 존재론적 실재성 측면에서 네오갈릴레이 체계는 미ン코프스키-아인슈타인 체계보다 뛰어나며, 시간 지연과 길이 수축이 좌표의 산물이 아니라 실제 물리적 효과임을 정확히 규명한다.