에스비엔과학

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안녕하십니까?
저는 에스비엔과학 대표이자 동아대학교 신소재물리학과에 재직 중인 정준호 교수입니다.

우리는 일반적으로 빛을 입자이면서 파동이라고 해서 빛의 이중성이라고 합니다. 그 이유는 아인슈타인이 빛이 왜 전자기파인지, 그리고 플랑크 상수 값을 수학적으로 유도하지도 않고, 그냥 빛은 입자라고 선언을 했기 때문입니다. 하지만 저는 그 플랑크 상수 값을 수학적으로 유도함으로써, 빛의 본질을 찾아내어, 빛의 이중성이 아님을 증명했기 때문에 블랙홀도 없고 아인슈타인의 상대성 이론도 없음을 증명하였습니다.

지금까지 많은 과학자들이 제 수학적 이론을 객관적으로 평가하시고, 이제는 보다 나은 물리학을 위해서는 우리의 생각이 변화되어야 한다고 제 이론을 지지해주고 있습니다. 하지만 다른 과학자들은 제 이론에 수학적으로나 물리적으로나 틀린 것은 아니지만 공개되면 물리학의 근본이 흔들린다고 공개되는 것을 강력하게 반대하고 있습니다. 또 다른 과학자들은 빛의 이중성을 100년 동안 믿고 왔는데, 그 이론을 없애는 것을 몇몇 과학자들이 결정하는 것은 위험하니, 먼저 언론에 공개해서 전세계 과학자들에게 동의를 얻는 것이 좋을 것 같다고 하십니다. 그렇다 보니 제 새로운 이론들이 지금까지 언론에 공개되지 않고 있습니다.

그래서 아래의 내용들을 전 세계 모든 과학자들에게 공개하여 우리 모두가 그것을 받아들일 것인지 말 것인지를 공론화하여 선택하는 것이 합당하다고 생각하여 이렇게 인터넷에 올리게 되었습니다. 먼저 제 이론을 보시고, 전자기학에 가장 기본이 되고 있는 맥스웰 방정식을 제가 다시 수정한 맥스웰 방정식으로 유도한 전자기파의 파동방정식이 잘못되었다고 증명하시는 분께 100만불 (약 12억원)을 드리겠습니다. 제 이론의 내용 수준은 대학생 수준이기 때문에, 고등학생이든, 대학생이든, 수학자이든, 물리학자이든 상관없습니다. 누구든지 게시판(PDF파일로)에 처음 증명하신 분께 100만불을 드리겠습니다. 추가로 제 나머지 이론들을 보시고, 수학적으로 유도된 플랑크 상수값이 잘못되었다고 증명하시는 분이나, 상대성 이론 자체가 잘못되었다고 증명한 Lorentz 힘에 대한 이론이 잘못되었다고 증명하신 분께도 10,000불을 (약 1200만원) 더 드리겠습니다. 단, 맥스웰 방정식을 이용할 때, 한가지 조건은 전기장을 방출하는 전하 (Qe)와 자기장을 방출하는 전하 (Qb)를 구별하여 증명하시면 됩니다. 그리고 로렌츠 힘에 대해서는 물질에 대한 질량과 전하를 구별하여 증명하시면 됩니다.

많이 참여하여 주시고 이 새로운 이론들이 물리학 발전에 크게 이바지할 수 있도록 응원하여 주시고, 많은 홍보해 주시면 감사하겠습니다.

감사합니다.

공지사항

안녕하십니까? 동아대학교 신소재물리학과 정준호 교수입니다.
그 동안 수 많은 분들께서 제 홈페이지를 방문하여 주시고 코멘트도 달아 주심에 진심으로 감사드립니다.

저는 지금까지 제 논문의 수학적 문제점이 있는지 여러분의 코멘트를 지켜본 결과, 제 논문이 틀렸다고 증명하시는 분께 상금 지불한다는 것은 더 이상 가치가 없음을 알게 되어 이번 공지 (2020년 6월 29일)로 상금 지불은 종료됨을 알려드립니다. 하지만 지속적으로 제 홈페이지에 방문하셔서 학문적 가치로 코멘트도 주시고 많이 응원하여 주시면 대단히 감사하겠습니다. 여러분께서는 이제 “전자기파는 입자가 아니라 진동에너지다”는 진리를 통해서 21세기 나노와 원자의 세계와 자연의 참 진리를 함께 이끌어 가시는데 중요한 출발점의 주역이 되심을 확신합니다.

감사합니다.

광자는 빛의 이중성이 아니라, 전기 쌍극자의 전하가 외부 에너지에 의해 진동(또는 회전+진동)하다가, 다시 안정화 상태로 되돌아 가기 위해, 그 전하가 보유한 진동 에너지를 방출하는 형태가 전자기파이다.

안녕하십니까? 아래의 내용들은 (1) 전하가 어떻게 전자기파를 방출하는지, (2) 플랑크 상수 값은 어떻게 유도되는지, (3) 양자 역학과 전자기학의 차이점은 무엇인지, (4) 전자기파의 방출에 대한 진리를 앎으로써 통일장이론이 꼭 필요한지, (5) 전자기파 스펙트럼을 전기(자기) 쌍극자로 어떻게 설명하는지, (6) 맥스웰 방정식으로 유도된 전자기파의 파동 방정식에 무엇이 문제인지, (7) 이것의 문제로 상대론적 전자기학에 무슨 문제가 발생했는지, 등등 물리학의 전반을 설명하고 있습니다. 이러한 문제의 실마리는 플랑크 상수 값을 이론적으로 계산함으로써 모든 것이 설명이 가능하게 되었습니다. 아래의 내용을 읽어 주시고 코멘트를 남겨주시면 감사하겠습니다.

여러분은 어떻게 전자기파를 방출하는지 알고 있습니까? 그리고 전자기파의 스펙트럼의 파장을 모두 설명할 수 있습니까?
이번 기회에 전자기파가 왜 방출하는지를 이해하시고, 모든 영역의 전자기파의 스펙트럼을 전자의 진동으로 모두 설명할 수 있는 것을 친구 Q와 친구 A 사이의 대화를 통해서 물리의 모든 것을 경험해보시길 바랍니다.

Q: 우리는 축전기판에 교류 전원을 공급하면, 헤르츠 실험에서처럼 축전판 사이에서 전자기파를 방출하는 것으로 알고 있는데, 그 방법 말고 다른 방법은 없니?
A: 있어, 기본적으로 아래의 그림과 같이 전기 쌍극자 2개, 자기 쌍극자 2개 총 4개 있어.

그것 중에 아래의 그림 같이 전하량이 일정한 전하가 진동할 때는, 진동만 하는 전기 쌍극자와 진동과 회전 운동하는 자기 쌍극자가 있지.

여기서 재미있는 사실은, 진동하면서 회전하는 자기 쌍극자를 회전 운동만 하는 교류 형태의 자기 쌍극자로 전환하면, 참고 문헌처럼 벡터 포텐셜과 전기장과 자기장을 구할 수 있고, 아래와 같이 자기 쌍극자의 총복사량을 얻을 수 있어.

참고문헌 : Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics, 4th Ed. Ch. 11 (Cambridge University Press, Cambridge, 2017)에 자기 쌍극자의 총복사량을 구하는 방법이 그대로 설명되어 있음.

뭐야? 플랑크 상수 값이 실험값이 아니었어? 그럼, 광자는 입자가 아니네! 그리고~~~~~~
우리가 잘 알고 있는 주양자수가 진동 횟수라니!
맞아, 주양자수가 진동 횟수야.
다시 말해, 전자가 에너지 전이할 때, 불연속으로 전이하는 것이 아니라 전자가 진동할 때 정수배로 진동해야 하기 때문에 에너지 방출이 불연속으로 방출하게 되는 거지.
여기서 에너지 전이가 일어날 때 플랑크 상수 값을 갖는 이유는 전자가 회전하면서 진동하기 때문에 전자기파가 시간 종속에 대한 자기 쌍극자 복사로 방출하기 때문이야.
특히, 전자가 보유한 에너지를 방출하는 방법은 우리가 알고 있는 것처럼 전자가 높은 전위에서 낮은 전위로 떨어질 때 광자를 방출하는 것과 동일하지만, 차이점은 먼저 진동 횟수가 큰 적외선을 방출하다가 다시 안정화 상태로 돌아가기 위해 전자가 보유한 나머지 진동에너지를 진동 횟수가 작은 가시광성이나 자외선 영역의 전자기파를 방출하게 되는 거지. 이럴 경우, 우리는 에너지 보존 법칙이 성립됨을 알 수 있지.
위의 내용은 아래의 논문에 자세히 설명되어 있어. 그것을 읽으면 금방 이해될거야.
고마워~. 그런데, 일반적으로 진동 횟수가 크면 에너지가 커야 할 것 같은데, 왜 에너지가 작아져?
아~, 그것은 아래의 그림을 보면 진동 횟수가 크면 클수록 각진동수가 작아지는 것을 볼 수 있지?
그것은 회전 반경에 답이 있어. 다시 말해, 양성자와 전자 사이의 거리가 멀어지면, 전기장의 세기가 작아지기 때문이야.
이제, 전자의 진동 횟수에 따라 전자가 적외선과 가시광선을 방출하는지에 대해 이해할 수 있겠지?
어? 그런데, 아래의 그림을 보니, 보어 에너지 준위의 진동 횟수에 영이 있네?
뭐지?
아~, 그것은 전자가 외부에너지가 없으면, 진동 안하고 회전만 한다는 것을 의미해.
맞아, 모든 물체가 정지해 있다가 진동하려면 에너지가 필요하지.
예를 들어, 용수철에 매달려 있는 물체도 진동하려면 에너지를 줘야하지. 그리고 질량의 관점에서 보면, 용수철이 보유한 진동 에너지는 에너지 보존법칙에 따라 소리나 마찰 에너지로 방출하고 정지하게 되지.
그러면, 빛의 이중성이 없네. 그리고 광자는 입자도 아니고
그럼, 보어 이론이 틀린 거야?
전부 틀렸다고 보다는 보어의 궤도에서 일부분은 해석이 잘못된 거지.

여기서 보너스가 나갑니다. 누구든지 제 논문을 보시고, 플랑크 상수 값을 유도하는 과정에 문제가 있다고 수학적으로 증명하시는 분께 $10,000을 드립니다~^^

그럼, 전자기학 설명이 맞다면, 양자 역학과 차이점은 무엇이지?
아래 그림을 보면 바로 이해 할거야.

아~!, 그러니까, 양자 역학은 전자의 진동을 파동함수를 이용하여 해석한 것이구나!
그리고 양자역학은 시간의 함수를 없앴기 때문에 에너지 준위로 표현하고, 전자기학은 시간의 함수로 유도하니 단위 시간당 에너지 준위로 표현하는구나.
지금까지 서로 다른 관점에서만 봐서 이해가 잘 안되었는데, 위의 그림으로 비교해서 보니 정말 이해가 잘되네.
그럼 슈뢰딩거 고양이는 없어지는 거니?
당연하지! 그것은 나중에 자세히 설명해줄께.
아참, 너는 통일장 이론이 없다고 하는데, 왜 없다는 거야?
사실, 우리는 어려운 것은 많이 아는데, 물리의 기본을 잘 이해하지 못하는 것 같아.
그게 무슨 뜻이야?
물리에는 7가지 기본단위 (길이, 시간, 질량, 온도, 전류, 광도, 몰)가 있어. 우리는 이 7가지를 가지고 자연의 현상을 모두 설명하지. 그 중에 물질을 정량화할 수 있는 단위는 질량과 전하뿐이야.
그래서 전자나 소립자와 같이 모든 물질의 특성을 표현할 때, 질량과 전하량으로 표현하지.
통일장 이론과 그것하고 무슨 상관이야?
상관이 있지, 중력이나 중력장에 반드시 포함되어야 할 물질의 기본단위는 뭐지?
그거야, 질량이지.
그러면, 전기장과 자기장에 반드시 포함되어야 할 물질의 기본단위는 뭐지?
그거야, 전하이지.
그러면, 약력과 강력은? 반드시 포함되어야 할 물질의 기본단위는 뭐지?
없는데?
그래, 맞아. 우리는 약력과 강력에 대한 물리의 기본 단위는 없다는 거야. 다시 말해, 약력과 강력은 반드시 전하나 질량의 기본 단위로 표현해야 한다는 거야.
만약에, 우리가 전하의 관점에서 X-선이나 감마선이 방출하는 것을 증명한다면, 약력과 강력은 소립자 내에서 전자기력이라는 것을 알 수 있다는 것이지.
어떻게 알 수 있어?
아래의 그림을 보면 쉽게 이해할 수 있을 거야.

어?????!, 이거 뭐지? 소립자들의 전자기파들도 전기 쌍극자로부터 표현할 수 있잖아!
그리고 보니, 소립자들은 진동만 하고, 원자 내에 있는 전자는 진동하면서 회전 운동해서 전자기파를 방출하는구나~
둘다 총복사량으로 표현할 수 있다는 것이 말해주네~
아, 그래서 일정한 전하량이 진동할 때, 전자기파를 방출한다고 앞에서 언급했구나~
맞아, 일정한 전하량을 가진 소립자들은 진동하면, 그곳에서 X-선이나 감마선과 같은 전기 쌍극자 복사라는 전자기파를 방출하지.
그렇다 보니, 이제는 통일장 이론같은 것이 꼭 필요한지 모르겠어?
그러면, 어떻게 X-선과 감마선이 약력이지 강력인지 구별할 수 있어?
그것은 간단하지. 소립자들간의 거리가 짧으면 짧을 수록 전기력은 커지니까, 당연히 소립자의 전하를 진동 시키려면 강력한 외부에너지가 필요하고, 전기력의 세기에 따라 전자기파의 세기도 달라지지.
소립자들 사이에 간격이 좁아질수록 에너지가 커진다는 것은 아주 높은 온도를 가져야 한다는 것이지.
그러니까, 인류가 온도를 올릴 수 있는 최대에서 입자의 기원을 찾을 수 있지. 왜냐하면 그 온도에서 소립자들이 진동에너지를 받아 분리되면, 미지의 소립자들을 방출할 테니까.
그리고 아래의 그림을 보면, 전기(자기) 쌍극자에 따른 총복사량 수식이 있어.
그 수식에 전기 쌍극자의 거리를 대입하면 왜 X-선이 방출하고 감마선이 방출하는지를 알 수 있지.
그리고 소립자가 있으면 반입자가 있는데, 그것이 왜 있어야 하는지도 추가로 알 수 있지.
중요한 것은 전하라는 물질의 관점에서 보면, 전자기파는 외부에너지를 받으면 진동하다가 안정화 상태로 되돌아가기 위해 진동에너지를 방출하는 하나의 수단이지.
여기서, 전하의 관점이 아닌 질량의 관점에 보면 안되니?
당연히 안되지~ 원자의 세계에서는 질량의 만유인력이 전기력보다 ~10⁻³⁹ N 작거든.
그러니 원자의 세계에서는 만유인력을 무시하지. 양자 역학의 파동 방정식에서도 만유인력은 무시하였지.

맥스웰 방정식으로 유도된 전자기파의 파동방정식에 아무런 문제가 없는데 무엇이 잘못되 거야?
그리고, 전기장을 일으키는 전하와 자기장을 생성하는 전하를 구분하여 전자기파의 파동 방정식을 유도하면 100만불을 준다는데 사실이야?
당연하지!
맥스웰은 패러데이 법칙에서 유도 전류를 생성하는 전하와 자기장을 발생시키면서 진동하는 전하를 하나의 전하로 보고 전자기파의 파동 방정식을 유도했지.
하지만 그 전하들은 서로 다른 의미의 전하이기 때문에 그것을 구별해서 수학적으로 유도하려면 할 수 없어.
만약에 그것을 구별해서 유도하면 100만불을 주지.
그리고 그것을 알 수 있는 결정적 사실은 헤르츠가 헨리의 자체 유도 방식으로 실험해서 전자기파를 방출시켰다는 것이지. 그렇기 때문에 전자기파의 주파수도 헨리의 상호 유도 계수가 아니라 자체 유도 계수가 포함되어 있지.
그러면 됐지, 무엇이 문제야?
맞아, 우리가 전자기파의 파동 방정식을 사용하는데 아무런 문제가 없어.
하지만, 문제는 상대론적 전자기학이야!~
상대론적 전자기학과 맥스웰 방정식과 무슨 상관이야?
상관 있지. 그것은 우리가 물질에 대한 정의를 잘 모르고 있기 때문에 문제가 발생한 거야.
지금도 많은 과학자들이 물질의 정의를 모르니, 당연한 거지.
앞에서 언급했듯이, 물질은 질량과 전하로 표현하지. 예를 들면, 전자라는 물질은 질량이 𝑚_𝑒=9.1×10⁻³¹kg 이고, 전하량은 𝑞₀=𝑒⁻=1.6×10⁻¹⁹C 으로 정의하고 있지. 이 값들은 절대치가 아니라 인간이 임의로 물질을 표현하기 위한 상대적인 값이지.
만약에 우리가 상대적인 값, 물리의 7가지 기본단위를 정의하지 않는다면, 물리학이라는 학문은 사라지는 거지. 왜냐하면, 서로 다른 길이와 시간, 질량 등등을 사용한다면, 과학의 언어의 소통이 마비되기 때문에 과학 발전은 할 수 없었을 거야.
예를 들면, 세종대왕께서 한글 24자모를 정의한 것을 우리 마음대로 바꾸면 언어 소통이 안되는 것처럼 말이야.
그것하고 상대론적 전자기학과 무슨 상관이야?
상관 있지, 바로 아인슈타인이 그것을 무시했다는 거야!
뭐!??? 어떻게?
전자기학에서 전기장을 발생하는 전하와 자기장을 생성하는 전하는 다르다고 했지?
먼저, 우리는 전자기학에서 아주 중요한 사실을 이해를 못하고 있는 것이 있는데, 그것은 바로 전기장과 자기장, 그리고 전기력과 자기력이야.
우리는 그것을 잘 알고 있거든~
아마도, 그럴 수도 있지. 하지만 상대론적 전자기학을 보면 아직까지 그것을 잘 이해하지 못하고 있다는 것을 알 수 있어.
먼저 모든 물질은 질량과 전하로 표현한다고 했지?
그러면 우리가 알고 있는 로렌츠 힘에는 몇 개의 물질이 필요할까?
3개~
맞아, 그러면 전기력이 발생하려면, 이 두개의 전하가 어떻게 있어야 전기력이 발생하지?
당연히, 한 개의 전하는 움직이든 정지하든 상관없이, 다른 전하는 반드시 정지해 있어야 발생하지.
그러면 자기력이 발생하려면 두개의 전하가 어떻게 해야 하지?
그거야, 당연히 자기장 속에 전하가 움직이면 자기력이 발생하지.
그럼, 질문 하나 할께?
아무 것도 없는 자유 공간에 자기장이 향상 존재하니?
아니?
그럼, 어떻게 하면 자기장이 존재하지?
그거야~ 당연히 전하가 있어야 하고 그리고 움직여야 발생하지.
맞아, 전하가 있으니 전기장은 향상 존재하고, 그리고 등속 운동하니 전류가 발생하고, 전류가 발생하면 앙페르 법칙에 따라 자기장이 발생하지.
그러면, 로렌츠 힘에서 두 전하는 어떻게 하고 있을까?
당연히, 두 전하는 움직이고 있겠지.
맞아, 자기력은 두 전하가 움직이면서 발생하는 이 두 자기장의 N극과 S극이 서로 밀고 당기고 하여 인력과 척력을 자기력이라고 하지.
다시 말해 두 전하가 반드시 움직여만 자기력이 발생하는 거지.
말하려는 주제가 뭐야?
로렌츠 힘에는 3개의 다른 물질의 전하가 필요하다는 것이지. 하지만 이 물질들의 질량에는 관심이 없다는 거야.
하지만, 아래의 식인 로렌츠 힘에서 전기장과 자기장의 아래 첨자를 보면, 전기장을 방출하는 정지한 전하와 움직이면서 자기장을 방출하는 전하를 구별하지 않고 사용하고 있다는 것을 알 수 있지.
그렇게 되면 상대성 이론에서 말하는 것처럼 전기장과 자기장을 구별할 수 없지.

와, 맞네!~~~그러면 어떻게 표현해야 돼?
로렌츠 힘을 정확히 표현하려면 3개의 물질을 나타내는 아래의 수식과 같이 전기장의 전하와 자기장의 전하에 아래 첨자를 구별해서 적어 야지.
그렇게 되면 전기장의 가우스 법칙에 따라, 3개의 전기장과 앙페르 법칙에 따라 움직이는 전하에서 2개의 자기장이 존재하는 거지.

아~, 로렌츠 힘을 이렇게 표현해야 하는구나!
아직 안 끝났어. 중요한 것은 지금 부터야.
뭐? 또 있어?
그래, 아래의 식을 봐. 무슨 문제가 있는 것 같아?

아무런 문제가 없는 것 같은데?
그래, 하지만, 앞에서 언급했잖아, 모든 물질은 질량과 전하로 정량화 한다고.
맞아, 그런데 그것과 위의 식이 무슨 상관인데?
상관 있어, 위의 식을 잘 봐, 여기서는 몇 개의 물질이 필요하지?
4개~
맞아, 4개의 물질이 필요하지. 그 전의 로렌츠 힘에서는 1개의 정지한 전하와 등속 운동하는 2개의 전하가 필요했지만, 위의 로렌츠힘이나 Minkowski 힘은 등속 운동이 아닌 가속운동하는 질량이 포함되어 있지.
그거 뭐 어때서?
아래의 그림을 잘 봐, 질량 𝑚과 전하량 𝑞을 가진 물질이 가속 운동하는 것과 질량 𝑚₀과 전하량 𝑞₀을 가진 물질이 등속 운동하는 것은 다르다는 거야.
그렇네!~~~ 그러면 질량 𝒎과 질량 𝒎_𝟎과 전하량 𝒒_𝟎을 가진 물질은 다른 거네!
만약에 여기서, 질량 𝑚의 전하량 𝑞가 정의되면, 우변의 3개의 전하량과 상호작용하여, 1개의 전기력과 2개의 자기력이 추가로 발생하지.

또 있어, 선운동량은 질량의 관점이지 전하의 관점이 아니야. 그래서 질량의 관점의 힘인 좌변과 전하의 관점인 우변의 힘은 물리적으로 아무런 상관관계가 없다는 거야.
하지만, 좌변과 우변이 같은 것도 있던데?
맞아, 그렇게 하려면 좌변의 질량 𝑚과 우변의 질량 𝑚₀이 같아야 한다는 것이지.
그러려면, 좌변의 가속 운동이 등속 운동이 되어야 하는데, 가속 운동이 등속으로 표현하려면 등속 원운동 밖에 없다는 거야.
그렇게 되면, 우리가 알고 있는 질량 𝑚₀과 전하량 𝑞₀을 가진 물질은 상대성 이론에서 병진 운동하는데, 질량 𝑚은 등속 원운동한다? 그러면 뭐야?
이것이 상대론적 전자기학 이론 이야?
그러게? 상대론적 전자기학은 수학적 문제가 아니라 간단한 물리적 해석에 문제가 있네.

결론을 말하면, 등속운동하는 물질을 정지한 관찰자가 보면 움직이는 것을 보지만, 같은 속도로 움직이는 관찰자가 보면 정지한 것처럼 보이는 것이 상대성 이론이지만, 이것을 세분화하여, 질량의 관점에서 보면 그것이 맞지만, 전하의 관점에서 보면, 다르다는 것이다.
왜냐하면 그 물질을 전하의 관점에서 보면, 그 물질은 가우스 법칙에 따라 전기장도 존재하고, 전하가 움직이니까, 앙페르 법칙에 따라 자기장도 방출하니까, 즉, 고정관성계에 있는 관찰자(전하)는 전기력만 느끼지만, 움직이는 관찰자(전하)는 가우스 법칙과 앙페르 법칙에 따라 전기력과 자기력을 느끼게 된다는 것이다.
그래서 상대론적 전자기학은 전기장과 자기장을 구별할 수 있다는 것이다.

아무튼, 너가 상대론적 로렌츠 힘이 틀렸다고 증명한 것을 수학적으로 잘못되었고 증명하면 $10,000 준다는 것 맞니?
당연하지!!!!!!

지금까지 읽어 주셔서 감사합니다.
자세한 내용을 보시려면 아래의 논문들과 발표자료를 보시면 됩니다.