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아인슈타인의 상대성이론, 오류가 없는 절대 진리인가?

현대물리학은 아인슈타인의 상대성이론과 양자역학의 두 개를 기초로 하여 성립해 왔다. 19세기까지의 뉴턴역학은 그 자리를 상대성이론에 내주었다. 입자물리학뿐만이 아니라 온갖 분야의 물리학이 현재는 상대성이론과 연관되어 있다. 수많은 새로운 학설이 나올 수도 있는 것이다. 저자는 오류 없는 이론은 존재하지 않는다는 주장을 펼치며, 상대성이론과 양자역학이론의 오류를 주장한다.

1905년에 아인슈타인에 의해서 발표된 상대성이론은 중세가 끝나고 기독교 철학의 세상에서 합리주의 철학이 생겨나면서 신의 절대성에 의문이 제기되었다. 그러한 가운데에서 나온 상대성이론은 ‘물체 운동의 상대성’과 ‘빛의 속도의 절대성’을 결합하였다. 그런데 ‘빛의 속도의 절대성’은 근거가 없으며 단지 가설일 뿐이라는 것이 저자의 지적 탐구의 소산이다. 빛의 속도가 가장 빠르고 변하지 않는다는 절대성이 오히려 상대성이론을 어렵게 만드는 것이고 계속적으로 증거를 요구하게 한다고 한다. 무엇 때문에 빛의 속도가 변함이 없어야 하는가에 대한 필연적인 설명이 없이, 단지 상대성이론을 적용하면 풀리지 않던 문제가 해결된다는 이유만으로 상식적으로 이해가 되지 않는 이론을 수긍할 수는 없다는 것이 저자가 책을 집필한 이유라고 한다.

이 책에서는 아인슈타인의 특수상대성이론에서 추론되는 ‘길이 수축’ ‘쌍둥이의 역설로 대변되는 시간 지연’ ‘E = mc2’ 등의 모순을 찾아내고, 아인슈타인의 일반상대성이론의 ‘중력렌즈 효과’ ‘공간의 휘어짐’ ‘수성의 세차운동’ 등의 오류를 물리학 이론을 통해 다시 검증해본다.
예를 들면, 상대성이론을 지탱하는 것은 제2의 가설인 ‘빛의 속도는 관측자의 속도에 관계 없이 일정하다(광속도 불변의 원리)’는 것이다. 빛의 속도는 결코 커지거나 작아질 수 없다는 제2의 가설이 상대성이론의 핵심이다. 그러나 마이켈슨－몰리의 실험에 대한 새로운 해석으로 빛의 속도가 불변이라는 특수상대성이론을 부정한다.
또한, 타임머신에 의한 시간여행이 불가능함을 보이고, 하이젠베르크의 ‘불확정성의 이론’의 새로운 해석을 제시한다. 이러한 모순들과 문제점들을 해결하기 위해서는 물리학의 새로운 기초가 필요하다고 주장하며 새로운 가설을 제안한다. 이 기초 위에서 새로운 물리학이 탄생할 것으로 믿는다.

이러한 주장이 현대물리학과는 정면으로 대치되는 것이기 때문에 저자도 매우 부담을 느끼며 내용을 전개하고 있다. 그러나 저자의 신념은 분명하다. 인간이 신이 아닌 이상 절대적인 이론을 만들어 낼 수는 없다. 단지 어떤 이론이든지 그 이론은 항상 새로운 이론에 자리를 양보해줄 수 있는 개연성을 가지고 있다는 것을 밝히고자 할 뿐이다. 현대의 과학적 방법론은 그 자체로 오류의 가능성을 내포하고 있다는 용기 있는 주장을 펼치고 있는 책이다.

머리말
제1부
상대성이론의 오류와 새로운 가설
1장 현대 과학의 방법론적 오류
1. 모든 이론은 폐기될 수 있다 2. 빅뱅 이론과 우주론의 오류
2장 상대성이론과 오류 증명
1. 상대성이론의 이해 2. 탄생 배경 3. 특수상대성이론과 오류 증명 4. 일반상대성이론과 오류 증명
3장 새로운 가설
1. 상대성이론 폐기가 주는 과학적 기회 2. 모든 물질은 입자와 파동으로 이뤄졌다
제2부
양자역학이론의 오류와 새로운 가설
4장 양자역학과 슈뢰딩거방정식
1.양자역학의 이해 2. 하이젠베르크의 불확정성원리 3. 입자와 파동의 이중성 가설
5장 슈뢰딩거방정식 해법의 오류
1. 슈뢰딩거방정식이란? 2. 슈뢰딩거방정식 해법의 오류
6장 물질파와 중력파
1. 물질파(Matter wave)란? 2. 중력파(Gravity wave)란? 3. 물질파와 중력파
7장 빛의 구조(Photon modeling)
1. 빛(Photon)이란? 2. 빛(Photon)의 모델링을 위한 조건 3. 빛의 구조(Photon modeling)
8장 쿼크의 구조(Quark modeling)
1. 소립자의 세계 2. 힘(Force)의 종류 3. Color charge 4. 반입자(Anti-particle) 5. 쿼크(Quark)의 모델링
9장 전자의 구조(Electron modeling)
1. 전자(Electron)란? 2. 슈테른－게를라흐(Stern－Gerlach) 실험 3.전자(Electron)의 모델링
제3부
지구온난화와 재생 에너지
10장 새로운 에너지 창출이 가능하다
1. 새로운 에너지원 2. 태양광 에너지
11장 지구온난화는 극복될 수 있다
1. 지구의 기상 이변 2. 지구온난화의 원인 3. 지구온난화에 대한 대책
12장 중성자 붕괴를 활용한 새로운 에너지
1. 초소용 대용량 배터리 개발 2. 중성자 붕괴 3. 핵 축전지 4. 방사능
에필로그

천체물리학과 상대성이론이 늘 머릿속을 떠나본 적이 없다. 그와 같은 관심은 항상 화두와도 같이 한 가지 만족할 수 없는 의문으로 귀결되었다. 즉, ‘과연 빛의 속도는 뛰어넘을 수 없는 것인가?’ 하는 것이었다. 마침내 나는 몇 가지의 과학적이고 논리적인 상념을 얻을 수 있었고, 그 내용을 독자 여러분과 공유하기 위해서 이 책을 쓴다. … 필자의 이론은 자연과학자나 수학자의 이론이 갖추어야 할 추론의 엄밀성이나 실험 등을 통해 철저한 검증을 거친 과학이론이라고 할 수는 없다. 그러나 오랜 시간에 걸친 지적 탐구의 소산인 필자의 주장을 나름대로 확신할 수 있기 때문에, 독자 여러분이 직접 판단할 기회를 드리고자 이 책을 펴낸다.
- 머리말 중에서