물리학계에서 설명하는 장의 종류엔 중력장, 전자기장, 핵력장 같은게 있죠?
오늘은 저 장들을 양자역학적으로 또는 질량의 상대성으로 쉽게 이해해봅시다.
일단 장이란건 어떤 힘이 실질적으로 작용하는 범위를 말하죠.
그런데 마치 두 물체 사이의 아무것도 없는 공간에서 힘이 작용하는 것 같기도 하죠.
하지만 저 장이라는게 실제로 그런 힘의 원격작용을 의미하지는 않아요.
물리학자들은 그래서 저런 장에도 힘을 매개하는 입자가 있을것이다라고 생각한거구요.
그래서 표준모형에서는 광자가 전자기력를 매개하는 입자가 되고 핵력장에도 마찬가지로 매개입자가 있죠.
그러나 중력자는 아직 발견되지 않았다고하죠?
중력자는 사실 변화가 불연속이란 것을 거시에도 적용했다면 오래전에 설명 되었을 문제입니다.
질량이 상대적이라면 이런 장의 개념과 일치하게 힘이 작용하는 원리를 설명할수있어요.
질량은 공간화 될수있고 공간이 질량화될 수 있어요. 그럼 자석의 질량이 공간화 되면 뭐가 될까요?
바로 자기장이 되는겁니다. 전기적으로 중성이 아닌 물질의 질량이 공간화가 되면 전기장이 되는 것이구요.
핵자의 질량이 공간화되면 핵력장이 되는겁니다. 이렇게 간단하게 장이라는 개념이 설명된다는 거죠.
다시말해서 장이란 것은 단순하게 말해서 질량이 공간화되어 공간에 골고루 퍼진 상태라 볼수있다는거죠.
그래서 그 상태를 입자들의 분산이라고 봐도 무방하고 하나의 연속체라고 봐도 무방하겠죠.
그러니 매개입자라는 설명도 가능하게 되는 것이구요. 그럼 결국 중력자는 뭘까요?
아인슈타인이 연구했던 통일장이론의 경우 결국 중력장과 전자기장을 통합하려고 했던 겁니다.
질량이 상대적일 경우 중력은 인력과 척력을 둘 다 가지고 있기 때문에 전자기력과 중력이 통일된다는 것이죠.
즉, 중력자는 광자입니다.
이번엔 질량의 상대성으로 불연속 변화 프레임이 기준에 맞춰 동기화 된다는 것을 설명해드릴게요.
전에 설명했듯이 상대론의 시간의 상대성은 양자역학의 불연속 변화로도 설명이 가능했죠.
다시 간단히 설명하자면 a라는 관측자의 시간이 1초 흐르는 동안 제가 60프레임 불연속으로 변화했고
당신은 120프레임으로 불연속 변화했다면 당신과 저의 시간은 서로 상대적으로 흐른것이 됩니다.
그런데 또 만약 그 프레임의 차이가 꽤 커서 다시 a라는 사람을 기준으로 제가 10프레임으로 존재하고
당신은 120프레임으로 존재한다면, 당신이 보기에 저의 불연속 변화가 시각적으로도 티가날 정도가 되게 됩니다.
그렇게 시각적으로 불연속 변화가 관측 되버리면 미시입자의 불연속성이 관측되어 양자역학이 등장하기 이전에도
변화가 불연속이라는 것을 사람들이 알 수 있었을 거에요. 결국 기준이 되는 물체의 프레임에 기준이 아닌 것들의 프레임이
동기화 된다는 거죠. 다시말해서 기준이 아닌 물체들은 기준이 관측하기에 기준의 프레임에 동기화가 되어 불연속 변화를
하는 것처럼 보이기 때문에 인간은 여태껏 변화가 불연속이라는 것을 인식하지 못했던 겁니다.
간단한 예로 1초당 60프레임의 카메라로 영화를 찍을 경우 피사체가 빨리움직이나 느리게 움직이나
60프레임으로 변화하는 것처럼 찍히게 될 뿐이죠. 또 초당 120프레임으로 찍으면 물체들은 120프레임으로 변화하는 것처럼 보이게
되고요. 마찬가지로 제가 만약 60프레임으로 불연속 변화한다면 제 기준으로 다른 것들의 변화도 60프레임에 싱크가 맞춰진다는
겁니다. 또, 당신이 120프레임으로 불연속 변화하고 당신이 기준일때는 마찬가지로 다른것들이 당신에 맞춰 120프레임으로 동기화
되고요. 그런데 그 동기화가 그냥 되는 것이 아니라 바로 질량이 상대적이기 때문에 프레임의 동기화가 이루어진다는 겁니다.
예를 들어 질량이 저를 기준으로 저는 100kg의 질량이고 당신도 당신을 기준으로 80kg의 질량을 가지고 있고
서로간의 거리가 5미터 떨어져 있을때, 당신의 질량은 제 기준으로 64kg이고 제 질량은 당신을 기준으로 80kg라고 합시다.
또 그 경우 저는 제 기준으로 초당 60프레임으로 변화하고 당신은 당신을 기준으로 초당 50프레임으로 변화 할 때,
제 기준으로 5미터 떨어진 당신의 질량이 64kg이기 때문에 당신은 초당 60프레임으로 제 프레임과 동기화 된다는 겁니다.
물론 당신을 기준으로 5미터 떨어진 저의 질량이 80kg 이기 때문에 저는 초당 50프레임으로 당신의 프레임과 동기화 된다는 거죠.
그리고 동기화 하지 못한 질량은 공간화가 되어 있고 말이죠. 즉 제 20kg의 질량은 당신의 프레임과 동기화가 되지 못해서
공간화가 되어버렸고, 당신의 16kg의 질량은 제 프레임과 동기화가 되지 못했기 때문에 공간화가 되어버린 겁니다.
즉, 공간화된 질량은 상호작용을 하지 못하고 확률적인 상태가 된다는 것이죠. 즉, 제가 보기에 당신이 저와 점점 멀어져도
프레임은 동기화 되지만, 질량은 줄어들며 작게 보이고 따라서 그만큼 불확정적인 부분이 늘어나게 된다는 것이죠.
그럼 결국 저는 초당 60프레임으로 변화하고 있는걸까요? 아니면 초당 50프레임으로 변화하고 있는 걸까요?
당연히 시간의 상대적으로 흐르는 것과 마찬가지로 기준에 따라 프레임이 달라지는 것 뿐입니다.
그리고 기준에 따라 달라지는 프레임으로 인해서 상대론적으론 질량체의 시공간 이동 속도가 상대적으로 달라지고
양자역학적으로는 시간대이동이 상대적으로 달라지며 확률도 달라지므로 다중우주가 존재가 가능하다는 것이
자연스럽게 설명 되는 것입니다. 오늘 설명은 조금 어려울 수도 있지만 논리 흐름을 잘 따라간다면
이해가 가능할 겁니다.
양자역학을 이해하시려면 제 책을 읽으시면 됩니다.
뉴턴역학과 상대론까지는 변화가 연속이라는 가정하의 이론이고
양자역학은 미시와 거시의 구분없이 변화가 불연속이라는 현상을 기반(공리)으로 생각해야 이해할 수 있는 이론입니다.
현상적으로 질량체나 입자의 변화는 불연속이 맞습니다. 그래서 빛이 절대속도인 것이고 말이죠.
물리학자들이 양자역학을 이해하지 못하는 이유도 질량체의 변화가 불연속이라는 것을 생각하지 못하기 때문입니다.
책은 전자책으로 무료입니다.
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장은 시공간의 함수로 표현되는 어떤 것인데, 정말 지식이 없는게 너무 티납니다