출처: http://extrad.egloos.com/1959029
제목: 아인슈타인의 중력 이론이 틀렸을 가능성 98% 물리 이야기
위 제목의 블로거 주인 extrad 의 프로필
Previous Positions: 서울대학교, 고등과학원, Cornell University (LEPP, Dep. of Physics)
Member of New York Academy of Sciences, Member of Korean Physical Society
Topics: 입자물리학 이론/현상론, 고차원 물리학과 미니 블랙홀
석사논문: Construction of the gauge invariant lagrangian for the N=1 supergravity-matter interacting system (1998년 2월, 서울대학교 대학원)
박사논문: Phenomenology of the extra dimensional physics (2002년 2월, 서울대학교 대학원)
inspires-Hep에 등록된 논문들: 보기
저널 레프리: Journal of High Energy Physics (JHEP), Physical Review D (PRD), Physics Letters B (PLB), Europhysics Letters(EPL),Journal of Korean Physical Society (JKPS),
2008년 한국물리학회 일반강연 초청연사(2008년 10월 23일, 김대중콘벤션 센터)
2008년 Plenary sesssion speaker at the 16th International Conference onSupersymmetry and the Unification of Fundamental Interactions (SUSY08),Seoul, Korea (June 16-21, 2008).
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레이쳘 빈(Rachel Bean)은 내가 코넬을 떠나기 직전에 코넬에 합류한 여류 우주론 학자다. 최근 그녀가 내놓은 논문이 많은 관심을 끌고있는데 그 이유는 "아인슈타인의 중력이론이 관측과 98% 신뢰도로 어긋나다"는 주장을 담고있기 때문이다.
수많은 크랙팟들이 똑같은 주장을 해왔으니 어찌보면 주장 자체야 익숙한 주장이긴한데 문제는 레이철은 뛰어난 물리학자이기에 그녀의 연구 결과가 단순한 실수일 가능성은 낮다고 보기 때문이다.
IPMU에서도 다음주에 보다 본격적인 논의를 할 예정인데 일단 매번 티타임때마다 (물론 오늘은 필즈 메달리스트 막심 콘체비치의 톡이 있어서 좀 덜했지만) 레이철의 논문에 대해 의견을 교환하고 있다. 심각하다는 이야기다.
기본적으로 그녀가 주목한 것은 빛에 작용하는 중력과 무거운 물질에 작용하는 중력이 동일한가 하는 문제다. 일반상대성 이론에 따르면 물론 빛이나 물질이나 같은 시공간의 곡률에 의해 영향을 받기 때문에 동등한 중력을 받아야한다. 그리고 그 동등성은 태양 주위를 지나는 빛의 경로를 본 관측결과에서도 잘 검증되었다. 즉 태양계 규모에서 아인슈타인의 중력이론은 잘 검증되었다고 할 수 있겠다.
하지만 훨씬 먼 거리, 즉 우주론적 규모에서 일반상대론은 직접적으로 테스트된 적이 없었다. 레이쳘은 소위 "중력 렌즈 효과"라고 불리는 중력에 의한 빛의 경로 변이현상을 이용한 우주론적 관측 결과 (COSMOS data)를 이용하여 일반상대론을 테스트하고자 했고 그 결과 일반상대론이 관측 결과와 98% 잘 맞지 않는다는 결론에 도달했다.
위 그림에서 x축은 시공간 거리 함수의 시간 컴포넌트와 공간 컴포넌트의 비율로 일반상대론에 따르면 이 값은 1이 되어야 하며 그래프의 피크가 1에 위치해야한다. 하지만 COSMOS 관측 데이터로부터 작성한 그래프의 피크는 1에서 상당히 떨어져있다는 것을 확인 할 수 있다.
일단 관측 결과의 신뢰성을 물어야 할 것이며, 두번째는 실험결과에 대한 이론적 해석에 오류가 없는지 다시 확인해야할 것이다. 개인적으론 일단 레이철의 주장에 부정적이다. 과연 어떻게 흘러갈지 정말로 정말로 궁금하다. 관심있는 분은 꼭 논문을 직접 읽어보시길.
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레이쳘 빈의 논문에 대한 후속 이야기(ExtraD의 "이글루스의 물리이야기", ExtraD로 들어가면 됨)
며칠전 포스팅했듯 빈의 논문에서 "eta(에타)" 값이 적색편이 Z=1-2 지역에서 1과 차이를 보인다는 주장이 나왔다. p-value 값이 0.02일 정도로 일반 상대론의 예측과 차이를 보인다는 것이 포인트다. 오늘 IPMU(일본에 있음)에서 이 문제에 대한 논의가 있었는데..자세한 이야기는 생략하고. 지난번 포스팅의 중복이지만 약간의 보충 설명을 보텐다.
일단 빈의 관측결과 해석을 살펴보자. 우선 소위 "conformal gauge"에서 섭동을 고려한 거리 함수는 다음과 같이 표현된다는 것이 알려져있다.
ds^2=a(t)^2[dt^2(1 + 2φ)-dx^2(1 - 2ψ)]
여기서 a(t)는 시간(t)의 함수로 팽창하는 우주의 거리를 표현하는 conformal factor(등방성 인자), 그리고 거리함수의 시간축(dt^2)의 변이에 들어온 phi(φ,파이)는 비상대론적 극한에서 뉴턴 포텐셜로 표현되고 공간 변이(dx^2)의 들어온 psi(ψ,프사이)는 post-Newtonian(수정된 뉴턴역학,MOND) 수정함수로 볼 수 있다. 실제 psi(프사이) 값이 phi(파이) 값과 같다는 것을 이용해서 태양주위를 지나가는 빛의 경로 휘는 정도를 정확히 계산할 수 있다. 즉, 일반상대론에서 phi=psi가 된다.
빈은 psi/phi를 "eta(에타)"라는 함수로 표현했다. 일반상대론이 맞다면 "eta=1"이 성립할 것이다. 물론 이 값은 태양계에서 매우 정확한 정밀도로 1이라는 것이 이미 알려져있다.
한편, "COSMOS"로 불리는 weak-lensing-effect (WLE)데이터를 토대로 빈이 얻은 값은 "eta=1/3"이다. post-Newtonian 수정치인 psi값이 일반상대론 예상에 비해 1/3로 적게 나온 것으로 볼 수 있다. 우연한 실험치의 통계적 변이로 이 값이 나타날 확률은 2 %에 불과하다는 결론을 빈은 내린다.
이것이 어떤 의미일까? 우선 적색편이가 1-2 사이의 과거 어느 시점 (그 이전에 대해서는 WLE로 믿을 만한 데이터가 없다)에 일반상대론이 잘 맞지 않았다는 뜻으로 해석할 수 있다. 현재 우리가 바라보는 우주 특히 태양계 수준의 "짧은 거리"에서 일반상대론이 매우 정확하게 검증되었지만 과거 어느 순간, 보다 먼거리에 대해서 중력 법칙이 현재와 다를 수 있다는 것.
그런데 아직 COSMOS 수준으로 정확한 WLE 기반 데이터가 없기 때문에 일단 독립적인 데이터를 이용한 검증이 필요한 상황이다. 단일 실험 결과를 가지고 오랫동안 정밀하게 검증되어온 일반 상대론이 틀렸다는 주장을 하는 것은 어렵다. 특히 COSMOS 측에서도 이미 새로운 데이터 셋을 얻어 그 결과 해석을 하고 있다고 한다.
한편 이론적으로 "eta" 값의 상이를 만들어내는 일반상대론의 수정을 생각해 볼 수 있겠다. 만약 관측 데이터가 그대로 확정되면 이 이론적 작업이 보다 중요해진다는 것은 물론이다. 어떤 식으로 일반상대론을 수정해야할까? 매우 흥미로운 이론적 질문이다.
출처: 레이쳘 빈의 논문에 대한 후속 이야기
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http://gall.dcinside.com/science/242004
이 름: 이런 2009-10-20 15:40:04
제 목: 일반상대성이론이 틀렸다는데
짤방 아줌마가 코넬대 천문학과의 Rachel Bean이라는 교순데, 일반상대성이론이 틀린 거 같다는 논문을 발표했어. 논문은 아래 링크에서 구할 수 있어.
http://arxiv.org/abs/0909.3853
일반상대성이론(GR)에 따르면 바리온하고 암흑물질을 감안해도 지금 우주의 팽창속도는 감소해야 하는데, 실제 데이타를 보면 이게 오히려 증가하고 있잖아. 근데, 가속 팽창이 암흑에너지 때문인지 중력 이론이 틀렸기 때문인지 판단할 수 없대.
GR은 태양계 스케일하고 초기 우주에서는 테스트 끝난 거지만 은하랑 우주 규모에서 해본 거는 아니니까, 공간 곡률(spatial curvature)하고 우주 밀도(cosmological density)가 아주 작고 규모가 아주 클 때만 감지할 수 있는 다른 중력 법칙이 있기 때문일 수 도 있다는 거야.
콩아줌마가 착안한 건, 우주상수는 background expansion에만 영향을 주는 거지만 중력 변동은 거대 구조(LSS) 형성에 영향을 주는 거니까 팽창률과 구조 형성을 결합하면 뭔가 나올거라는 거야. 그래서 전우주적 규모에서의 팽창과 비균질성의 형성에 관한 데이타만 갖고 LSS 형성에 미치는 중력의 영향을 quantify해서 GR과의 편차를 테스트할 수 있는 모델을 만든 거지. 태양계 같은 국소 우주하고 균질적인 초기 우주에선 편차가 안나오니까.
자료는 CMB ISW, 은하 분포, weak lensing shear field 관련 데이타 등을 이용했는데, 이걸로 MCMC 돌려 보니까 중력렌즈장 자료에서 98% 유의수준으로 GR이 틀렸다는 결과가 나왔대.
그래서 우리가 암흑에너지를 상정 하는 게 사실은 GR이 틀려서 그런 거 같대.
이거 굉장히 재밌는 거 같은데 왜 보도도 안되지? 아직 peer review 끝난 거 같지는 않은데, 누구는 조작 논문가지고도 내기도 전에 언론플레이부터 하고 그러는 데 말이야.
어쨌든 누구 이 논문 읽고 콩아줌마가 도대체 뭘 한건지 설명해 줄 수 있는 사람 있어? 콩교수 모델이 구체적으로 뭘 의미하는 거야?
-위 글에 달린 아래 덧글.
ECLAIR: 암흑에너지와 암흑물질 없이도 된다는 거? 2009.10.20 20:19
ECLAIR: 내가 알기로 알려진 물질은 5%밖에 되지 않는데 살짝 틀린 걸로 95%를 설명할 수 있다는 거임? 2009.10.20 20:12
하하하™: 0.05%만으로도 충분히 뒤집고도 남는게 물리 2009.10.20 21:21
하하하™: 애초에 공식이 달라지니까 2009.10.20 21:21
이런: 이 경우 유의수준 98%라는 건, GR이 틀렸을 확률이 98%라는 얘기랑 대충 비슷해. 음... ECLAIR는 실험 안해봤구나. 2009.10.20 23:58
루루루도도니: 스네이프와의 싱크로율이 상승하고 있어! 2009.10.24 16:24
유전: 대부분의 물리학자들이 부정하고 싶겠지만 이렇게 실험으로 증명이 되었으니 게임 끝난 이야기입니다.
일식 관측에 의한 빛의 굴절로 확인해서 전 세계 물리학자들이 박수쳤던 전근대적 방식은 이제 그만 탈피하기 바랍니다.
지금은 21세기입니다.
코넬대 레이첼 빈(Rachel Bean) arXiv 0909.3853
http://arxiv.org/abs/0909.3853
말이 좋아 98퍼센트지. 그냥 하나에서 부터 열까지 다 틀렸다는 소리다. 그런 줄 알아라.
병신들은 이렇게 실험으로 증명이 되었는데도 아직도 이걸 빨고 있다니까. 틀린 것이 증명 되었으면 인정을 해야 다음 단계로 가든가 하지 병신들아.
흥미롭네요
우주의 70퍼센트 이상이 암흑물질과 암흑에너지다. 아인슈타인 때는 이런게 있는지도 몰랐을 때고 30퍼센트도 안되는 현상만으로 유추한 걸 가지고 무슨 연구를 더해? 하나라도 맞는게 있을 거 같냐? 하나에서 부터 열까지 다 틀려. 이건 확률이 아니야. 전체가 틀린 상황에서 나온 이론이라는거다. 그러니 전체가 모두 틀린 것이고 처음 부터 암흑물질과 암흑에너지를 포함해서 이론이 전개 되어야지 수정을 해서 써 먹는다는 자체가 개소리인거다. 그래서 토마스 쿤은 과학의 구조가 상위 체계가 하나 무너지면 그 하부 체계 전체가 무너질 수 밖에 없는 혁명식이 될 수 밖에 없다고 한거다.
위 내용과 상관 없는 뻘 소린 삭제다.
처음에 등장하는 블로그 주인이 서울대 물리학 박사다.
서울대박사는 별거 아니지. 고등과학원 출신이니까. 하여튼 요즘 물갤에서 이슈가 되는 중력렌즈효과 에 대해서 쓰여 있네. "레이쳘은 소위 "중력 렌즈 효과"라고 불리는 중력에 의한 빛의 경로 변이현상을 이용한 우주론적 관측 결과 (COSMOS data)를 이용하여 일반상대론을 테스트하고자 했고 그 결과 일반상대론이 관측 결과와 98% 잘 맞지 않는다는 결론에 도달했다." 중력렌즈효과 병신 되었다잖아. 그걸 아직도 한국에서는 빨고 있어요. 쯧쯧.
반론 할거 있으면 글 새로 파서 올려. 나도 바쁜 시간 쪼개서 올린건데. 내 올린 글에 내용도 없는 뻘글 싸지 말고.
http://arxiv.org/abs/0909.3853 논문이 안받아지는데? file header에서 auto-ignore 떨어지는거 보니 자료가 잠겼거나 죽은거 같음.. 걍 기사내용 훏어보니 일반상대성이론 등가원리에 관한 예측과, 중력렌즈 예측값이 중력 곡률에 따라 √(ΔS^2+t^2) = 1 이 되야 하는데 실제 데이타는 현저하게 다르다. 태양계 수준에서는 검증이 되었지만 우주적 범위에서는 맞지 않는다.. 이런 내용인거 같네.. 혹시 논문 원본 받아둔 거 없음?
우주 전체 엔트로피에 따라 우주가 유동을 하는데 질량에 따라 끌어당기는 힘은 증명이 되지도 않은 상태에서 즉 지구에서는 거의 측정도 되지 않을 정도로 미세해서 무시해도 좋다고 물리충들 스스로 인정하는 중력이라는 힘으로 무슨 우주의 그 엄청난 유동을 근거로 들어서 중력렌즈효과 라는 걸 빨고 있냐고. 그러니 아예 하나도 맞지 않는 결과가 나오는 것이 당연한 거다. 암흑물질과 암흑에너지를 중력으로 잘못 알고 있었던 시대의 이론이었고 그걸 아직까지 빨고 있는 새끼들이 멍청한 것이지.
퍼온 본문에 정확한 멘트가 역시나 있었구만. "우리가 암흑에너지를 상정 하는 게 사실은 GR이 틀려서 그런 거 같대." 알았냐? 이 병신들아?
오호
http://astro.cornell.edu/members/faculty-rachel-bean.html 원투제로 이 링크가 코넬대 콩 아줌마 사이트니까 전화를 해 보든지 레터를 보내든지.
이거 6년 전 부터 내가 물갤에 여러 번 올렸던 자료인데 이걸 아직도 모르는 물리충들이 엄청 많았나 보군.