[신간 리뷰]우주의 기원을 풀 입자물리학의 이해 『미립자들 : 진공매질의 외침』

한국전력연구원 김민태 박사 『중력에 기원과 새로운 우주』에 이은 역작,  아인슈타인 상대성 이론과 양자역학을 통합하는 완전이론에 도전
고체상태의 진공매질을 통한 미립자와 양자역학의 해석,  천재 중의 천재라는 파인만 "그 누구도 양자역학을 이해하지 못한다"
스티브 호킹 "통일장 이론은 천년이 걸려도 어렵다!"
우주의 기원과 비밀에 속한 신만이 알 수 있는 이 이론에 실마리,  아인슈타인의 양자이론 비판 " 신은 주사위 놀음을 하지 않는다."

현재까지 알려진 우주에 존재하는 힘은 4가지로 전자기력 중력 약력 강력이다. 이 힘들은 각기 달리 설명되고 있지만, 상호작용과 통일적인 이론이 정립되지 못하였다. 아인슈타인조차 죽을 때까지 접근도 못 하였고 스티븐 호킹이 죽으면서 "통일장 이론은 천 년이 걸려도 어렵다"고 예상하였다. 한마디로 우주의 기원과 비밀에 속한 신만이 알 수 있는 이 이론에 실마리를 푼 학자가 있다.

？한국전력 전력연구원 김민태 박사는 현대 물리학계의 난제인 상대성 이론과 양자역학이 해결하지 못한 중력과 물질의 기원에 대해 '진공매질의 떨림 이론'을 통해 코페르니쿠스적인 새로운 우주론과 물질이론을 정립하여 물리학계에 큰 충격을 주고 있다.

양자역학을 정립한 보어(Niels Bohr)와 불확정성의 원리로 양자역학의 태동에 기여한 하이젠베르크(Werner Heisenberg)는 원자 등 이해할 수 없는 자연현상에 대해 다음과 같이 푸념하였다.

"나는 매우 늦은 밤이었음에도 몇 시간이나 이어지다가 절망에 휩싸여 끝났던 보어와의 토론을 기억하고 있다. 토론이 끝나고 홀로 근처의 공원을 산책하면서 나는 나 자신에게 끊임없이 되물었다. 우리가 원자에 대해 실험을 할 때 보이는 것처럼 자연이 정말 그렇게 불합리하며 모순적일 수 있는가. 양자역학을 연구하면서 머리가 어지럽지 않은 사람은 그걸 제대로 이해하지 못한 겁니다."

미시 공간에서의 양자역학은 20세기 천재 중의 천재라는 파인만(Richard Feynman) 조차 양자역학에 대한 수학적 해석에 관한 논문을 쓰고도 양자역학은 누구도 이해하지 못한다고 다음과 같이 단언했다.

"그 누구도 양자역학을 이해하지 못한다고 말해도 무방합니다."

죽을 때까지 양자역학을 반대하며 상대성이론을 확신했던 아인슈타인(Albert Einstein)은 양자역학이 불완전하다는 것을 지적하였으며, 양자역학을 확률론으로 해석하는 코펜하겐 학파에 대해 다음과 같은 유명한 말을 남겼다.

 "신은 주사위 놀음을 하지 않는다."

중력의 법칙을 발견한 뉴턴도 1692년 벤틀리에게 보낸 편지에서 "멀리 떨어져 있는 두 물체가 아무것도 없는 진공을 통해 서로 힘이 작용한다는 것은 너무 터무니없는 것"이라고 하면서 도대체 왜 중력이 생기는지 모른다고 푸념하였다.

이같이 중력은 우리에게 친숙한 물리현상이지만 그 기원은 아직 밝혀진 바가 없으며 특히 시공간과 중력의 관계는 현대 물리학에서도 그 기원이 풀리지 않는 수수께끼이다.

우주 현상을 가장 잘 설명한다는 아인슈타인의 일반상대성 이론은 질량이 있으면 시공간이 휜다고 했을 뿐 왜 시공간이 휘는지는 설명하지 않으며 관성질량과 중력질량이 왜 같은지 밝히지 못했다.

김민태 박사는 이 같은 역사상 위대한 과학 천재들이 해결하지 못한 우주의 비밀을 저서 「중력의 기원과 새로운 우주」에 이어 「미립자들 :진공의 외침」에서 그 실마리를 풀고 있다. 김민태 박사는 우주는 진공매질이라는 매운 단단한 매질로 채워져 있고 우주의 모두 자연현상은 진공매질을 기반하여 설명할 수 있다고 하였다. 「중력의 기원과 새로운 우주」에서 저자는 물질이란 진공매질의 떨림이며 이 떨림의 결과 물질의 질량과 에너지가 부여된다고 하였다. 「중력의 기원과 새로운 우주」가 진공매질을 통해 우주적인 거시 물리세계를 설명하는 이론을 다룬 것이라면 「미립자들 :진공의 외침」은 모든 미립자는 진공매질을 이루는 격자의 진동으로 파악하며 힉스 입자와 같은 특수한 입자는 특수한 환경에서 형성되고 소멸되는 진공매칠의 특수한 격자운동으로 설명한다.

이른바 통일장 이론의 기초가 될 수 있는 진공매질 이론을 정립하였다.

가장 최근에 나온 「미립자들 :진공의 외침」은 총 7장, ▲제1장 미립자들(미립자의 기원, 입자표준모델이상의 물리학 ▲제2장 경입자(렙톤, 뮤온과 타우온, 중성미자) ▲제3장 쿼크와 글루온(쿼크의 기원) ▲제4장 보손(W와 Z보손,힉스 보손) ▲제5장 강입자(하드론, 중입자, 양성자와 중성자) ▲제6장 양자얽힘 (양자얽힘의 기원, 벨부등식 정리와 시험) ▲제7장 진공의 외침(진공매질과 만물이론, Theory of Everything)으로 구성되어 있으며 아인슈타인의 상대성이론과 양자역학을 아우르는 우주와 만물의 기원을 설명하고 있다.

저자는 물질이란 진공매질에 에너지가 가해진 상태이며 가해진 에너지만큼 진공매질이 변형되고 응력이 발생한다고 하였다. 이 응력의 변화가 중력의 근원이 될 것임을 기존의 물리학적 현상의 해석을 바탕으로 그 이론적 근거를 제시했는데, 이 과정에서 뉴턴(Isac Newton)이 밝힌 관성질량과 중력질량이 같은 것임이 확인됐다.

저자가 제시하는 이론에 의하면 우주공간은 매우 단단한 매질로 가득한 공간이다. 저자는 "상당히 오랫동안 진공은 아무것도 없는 무 그 자체였으나 아인슈타인의 '우주상수'를 통해 진공에너지(입방미터당 10의 -9승 주울)가 제시되었으며 양자역학에서도 진공에너지는 입방미터당 10의113승 주울이란 상상할 수 없는 큰 수로 예상된다.

저자는 「중력의 기원과 새로운 우주」에서 중력은 질량이 당기는 힘이 아니고 질량이라는 진공매질의 진동에 의해 왜곡이 생겨 이 왜곡이 심해진 방향으로 물체가 가속되는 현상으로 해석한다. 이런 이유 등으로 김민태 박사는 뉴턴 역학에서 말하는 '중력은 없다'고 단언한다.

또한, 김민태 박사는 먼 우주에서 날아온 빛이 태양을 지나면서 굴절되는 현상을 예측한 아인슈타인의 상대성 이론을 진공매질 이론으로 재해석하고, 블랙홀과 은하계의 중심을 태풍의 눈과 같이 진공으로 해석한다. 즉, 모든 것을 빨아들인다는 블랙홀 이론을 전면적으로 부정하고 진공매질을 통해 새로운 블랙홀 이론을 정립하였다.
김민태 박사는 우주 마이크로파의 배경과 암흑물질, 그리고 빅뱅 이론을 대신하는 새로운 우주론을 제시하고 있다. 즉 빅뱅에 의해 모든 것이 발생했다는 이론을 대신하여 이미 존재하고 있던 우주의 진공매질 공간에서 빅뱅 또는 태초의 초신성이 발생했다는 설이 더 설득력이 있다고 주장한다.

김민태 박사는 「미립자들 :진공의 외침」에서 진공매질을 근간으로 거시 우주론에서의 해석과 일관되게 입자물리의 세계의 미립자들을 소개하고 해석하고자 하였다. 그는 "아직 이 미립자들의 규칙성을 체계적으로 설명할 단단한 이론은 제시하지 못했다"고 스스로 평가하나 "향후 진공매질의 특성이 더 명백히 밝혀지고 이 특성에 의해 확고한 이론이 탄성될 것이다"라고 기대한다고 하였다.

그는 "물질은 진공의 떨림이다. 진공은 고체이며 그 떨림이 이 고체 매질에 저장된 에너지인 것이다. 우주의 모든 물질은 진공을 구성하는 매질의 떨림이라고 본다면 어떤 형태의 입자도 진공매질의 떨림으로 이해될 수 있다. 서로 다른 입자는 그 떨림의 종류가 다른 것이다."라며 "진공에 대해서 이해는 '완전이론 또는 만물 이론, The Theory of Everything'에 다가가는 핵심 키가 될것이다"라고 밝혔다.

그의 이론과 같이 물질의 기원이 진공매질에 입혀진 에너지이고 중력의 기원이 진공매질의 왜곡으로 나타나는 현상이라고 한다면 현재 물리학에서의 최대 관심사인 완전이론에 다가갈 수 있을 것으로 기대된다.

김민태 박사의 이론은 워낙 기존 물리학계의 주류를 뛰어넘는 것이라 학계에서는 잘 알려지지 않고 있으나 그를 아는 동료 학자들은 코페르니쿠스 이론과 같이 머잖아 김박사의 이론이 빛을 볼 것이라는 평가이다.

저자 김민태 박사는 1983년 서울대 금속공학과를 졸업하였으며, KAIST 석사(1985), 독일 함부르크 공대박사(1993), 한국전력 전력연구원(1996~2021)의 경력을 갖고 있다. 저자는 양자물리와 초전도 현상에 관한 책 「새로운 양자물리와 초전도」 이외에 SCI 논문 30편을 주저자로 발표한 바 있는 국내 최고의 이론물리학자로 알려져 있다.

「미립자들 진공의 외침(ISBN 979-11-6649-496-3)」은 '도서출판 좋은땅' 에서 출간되었으며 교보문고, 영풍문고, 알라딘, 예스24 등 인터넷 서점에서 구매할 수 있다.