후레이, 지화자!
드디어 뉴튼의 3가지 법칙, 그리고 아인슈타인의 상대성 이론이 가진 치명적 오류를 새로운 이론적 토대로 지적하고 실험을 통해 검증한 과학자 Kanarev Philipp를 찾았다.
http://kubsau.ru/science/en/prof.php?kanarev뉴튼의 3가지 법칙이 가진 근본적 오류는 관성 (inertia)에 대한 애매모호한 정의이다. 고전 역학을 심각하게 공부해본 사람이라면 누구나 한번쯤 실제 현상과 동떨어진 뉴튼 역학을 경험하게 된다. 99.99999999%는 그러려니, 암기하고 넘어간다.
어짜피 학점 위주로 짜인 대학교 교육체제에서 모순이 있는 법칙의 원인을 찾는다는 건 분에 넘치는 일. 모순된 법칙에 기반한 현상의 이해를 진실로 받아들여야 한다. 머리 좋은 대학 교수들 또한 마찬가지. 창조능력은 교육될 수 없다는 건 알려진 사실인데, 여전히 국내에선 천재를 교육으로 길러낼 수 있다는 삽질을 하고 있지 않나?
뉴튼의 제 1 법칙: 물체는 언제나 상태를 유지하려고 한다. 관성 (Inertia) 때문에
뉴튼의 제 2 법칙: F = ma
뉴튼의 제 3 법칙: F1 = -F2
자 그럼, 과학계의 혁명적 사건으로 평가되며 현대 과학의 이론적 기반을 제공한 뉴튼 고전 역학의 핵심, 다시 말하면 3가지 공리 (Axiom)을 기반한 사고 체제의 오류를 살펴보자. 공리가 잘못되었으면 그 위에 세워진 가설과 이론들 역시 불완전성 및 심각한 오류를 내제한 것이다.
뉴턴을 확인 사살한 과학자 Kanarev Philipp의 진검 승부는 여기부터.
Inertia 관성이란 뭔가? 관성은 질량 (mass)를 가진 물체가 자연상태에서 보여주는 가장 근본적인 행동이다. 질량을 가진 물체가 운동을 하기 시작하면 계속 운동을 하려고 한다. 정지 상태에 있는 물체는 계속 멈춰있는 성질. 이게 관성이다. 갈릴레이도 관성에 대해 심각하게 연구를 한 사람이다. 마찰력이 0인 평면에서 공이 움직이기 시작하면 중간에 멈출까? 우주가 종말할 때까지 무한정 굴러갈까? 뉴튼은 이 질문을 그의 혁명적인 운동 법칙으로 대답했다. 마찰력이 없고 공에 반대로 작용하는 외부 힘이 없으면 영원히 굴러간다.
뉴턴의 제 2법칙에 따르면 등가속도 운동을 하는 물체의 힘은 0이 된다. 가속도는 (속도의 변화) 어떤 시간 사이 속도의 변화를 가르킨다. 등가속도 운동은 속도 변화가 없이 정해진 속도로 이동하는 상태이다. 예를 들면, 시속 100km/h로 고속도로에서 주행하는 자동차, 시속 800km/h로 날아가는 비행기, 하루에 한 바퀴씩 도는 지구의 자전속도 (등 각속도 constant angular velocity)등이다. 무게 (W = 질량 x 지구중력가속도 (9.8 m/s^2))가 있는 지구 위의 모든 물체는 질량을 가지고 있다.
그렇다면 시속 100km/h로 주행중인 자동차가 가진 힘은 얼마인가? 아주 당연한 질문이다. 등가속도 운동을 하려면 일정한 힘을 공급해줘야 한다. 그런데, 뉴튼의 제2법칙 정의상 힘이 0이 된다. 어째서 무게 1톤이 넘고, 시속 100km/h로 이동하는 물체에 작용하는 힘을 구할 수 없을까? 마찬가지로 자전하는 지구의 회전력도 구할 수 없거나 0이다. 왜? 뉴튼의 제2법칙이 그렇게 정의했으니.
힘이 0인 물체가 충돌하면 당연히 에너지가 0로여야 된다. 그런데, 실제 현상은 정반대다. 100km/h로 달리는 자동차는 엄청난 운동 에너지를 가지고 있다. K = 1/2 x mass x velocity^2. 운동에너지는 속도의 제곱에 비례를 한다. 뉴튼 역학에서 에너지 (scalar)는 방향성이 없는 단위이지만 힘의 원천이다. 때문에 등가속도로 운동하는 모든 물체는 힘을 가지고 있다. 실험으로 등가속도 물체의 힘을 측정할 수 있다. 이 부분이 뉴튼 역학이 가진 껄끄러운 점이다.
좀더 깊숙히 등가속도 운동을 살펴보자. 일반 자동차가 시속 100km/h에 이르러면 50마력의 힘이 있어야 한다. 그래야 충분한 가속도로 100km/h에 도달한다. 자동차 무게로 인한 정지 마찰력, 그리고 운동 마찰력보다 더 큰 힘을 공급해야 가속이 되고, 공기 저항도 이겨내야 한다. 100km/h까지 가속할때는 엔진의 쓰르틀을 높여줘야한다.
시속 100km/h에 이른 자동차가 등속주행을 유지하려면 얼마나 많은 힘이 필요해야 할까? 실험 결과에 따르면 50마력 보다 훨씬 작은 30마력의 힘을 엔진이 전달하면 된다. 등속주행시 엔진의 회전수 (출력)가 가속시보다 낮고, 실제로 연비절감에 신경쓴 자동차 모델은 등속주행중 자동차 제어 컴퓨터가 엔진의 실린더 일부를 정지시켜 소묘 연료를 줄인다 (4기통면 3기통에서 2기통 으로 전환). 이런 연비절감 기술은 현대, 삼성같은 자동차 제조회사에서 소프트웨어적으로 바로 구현할 수 있지만 나몰라라 한다. 왜? 돈 때문에. 고속도로 주행이 많은 자동차의 연료 사용률을 30-40%이상 과학적으로 줄이면 얼마나 국민들이 좋은가? 자동차 정비사가 제어 컴퓨터 프로그램을 수정하여 연비절감 서비스를 제공하면 감옥을 간다. (한국에서는 내가 알기론)
본론으로 돌아가자. 30마력의 힘으로 100km/h로 등속 주행하는 자동차. 신기한거지. 나머지 20마력은 어디로 간걸까? 사라진 20마력 (잉여 에너지)는 자동차의 관성에서 나온다. 뉴턴 역학은 이 중요한 관성에 대해 구체적인 해석을 하지 않는다. 도로 위를 주행하는 자동차는 목표지점에 도달하면 멈춰야한다.
이론적으로 축에 고정된 바퀴는 무한정 등속원운동을 할 수 있다. 마찰력이 0으로 가정. (예로, 지구의 자전). 등속원운동 현상은 밀폐된 공간인 실험실에서 쉽게 구현할 수 있다. 자전거를 반으로 절단해 체인을 분리해도 되고, 베어링과 회전축, 바퀴를 깍거나 구입해서 등속원운동 장치를 만들어도 된다.
질량이 M (M = W/9.8m/s^2, 무게 (W) 1kg), 반지름 (R) 10cm, 축에 고정되어 500 rpm (1분당 회전수 Revolution Per Minute) 으로 회전하는 바퀴가 있다고 가정을 하자.
이 바퀴의 운동에너지는 K = 1/2 I w^2
I (Rotational Inertia 회전 관성) = 1/2 M R^2 (원통이나 원판)
w (angular velocity 각속도) = RPM 2 Pi / 60 s
회전체에서는 힘 대신 토크 (torque) = R F(힘) 을 사용한다.
축에 고정된 바퀴의 등속회전운동을 유지하려면 운동 마찰 토크보다 큰 토크를 가하면 된다. 바퀴의 회전수가 높아질 수록 운동 에너지는 증가를 하고, 등속 회전에 필요한 입력 토크 (Ti)의 크기는 적어진다. 이런 현상이 벌어지는 이유는 역시 물체가 가진 관성 (inertia) 때문이다. 위의 예를 들면 500 rpm 에서 1000 rpm, 기타 등등.
여기서 좀더 깊이 들어가면 아주 아주 이상한 현상이 벌어진다. 입력 토크 (Ti) 보다 바퀴 회전축의 토크가 (To) 선형적으로 커진다. 아래 그래프는 이런 토크 값을 보여준다.
[attachment=0:2emwb4ls]impulse_torque_diagram.jpg[/attachment:2emwb4ls]
이 과학자는 이 원리로 Inertia Impulse motor란 전기 발전기를 만들었다. 입력값 (Input)이 출력값 (Output)이 큰 장치는 뉴튼 법칙을 근간으로 한 물리학에서는 불가능한 현상이고, 여전히 주류 과학자들은 이론과 어긋난 장치들을 발명가들이 만들어 보고를 하고 특허를 내면 냉소와 무시를 한다.
에너지 처리 및 발생 과정에서 열 변화가 없는 장치들은 열역학 법칙을 적용할 수가 없다. 한때 과학계를 뒤흔들었던 1989년 Martin Fleischmann과 Stanley Pons in March 저온 핵융합 (Cold fusion) 현상은 그들의 실험결과를 재현 불가능하다 단정 짓고 학계에서 매장시켰다. 하지만, 일반 대중이 알려진, 주류 과학자들의 주장과는 정반대였다.
1000쪽이 넘는 대학 물리학 책에 단 한줄도 에너지를 발생 및 처리에 관한 언급이 없다. 사실, 현대 문명 세계에서 사는 인간은 최소한 에너지에 관한 이해를 하고 있어야한다. 인간의 삶을 풍요롭게하는 기계들은 전기 에너지를 필요로 한다. 전기가 사라진 세상? 서울 같은 대도시는 전기가 1주일만 사라지면 완전 폐허가 된다.
왜 보통 서민은 1리터에 2천원 가까이 되는 석유를 태우는 비싼 원시적인 자동차를 타고 다녀야 할까? 수입의 상당 부분을 길에 쏟아붙고 있다. 석유 자원은 한정되어있고, 원자력 에너지 추종자들이 맹목적으로 밀고 있는 우라늄에 기반한 에너지 문명. 우라늄 매장량도 바닥이 나고 있다. 그리고, 방사능 폐기물 처리와 원자력 발전소 유지 보수 및 잠재적인 방사능 사태 위험으로 국민이 떠안아야하는 비용은 물음표다.
100여년 전에 라이트 형제 비행기를 인류 최초로 성공시켰을 때 주류 과학자들은 처음에 인정을 않했다. 최초 비행을 보도한 라이트 형제가 살던 지역의 기자는 '미친 소리’를 썻다며 신문사에서 쫒겨났다. 필자의 수학, 물리학에 대한 이해로는 이 과학자의 이론이 맞는다. 필자 역시 실험용 장치를 만들어 과학적으로 데이타를 수집하고 눈으로 확인해야 한다.
석유, 우라늄의 화석 에너지는 무한할 것이라는 꾸며진 착각. 에너지 비용 상승으로 일반 서민의 생활수준은 떨어질 것이다. 현대 인류 문명에서 대한민국의 위치는 어디쯤 일까? 사라진 직장으로 20년 넘게 교육을 받아도 변변한 직장을 구하지 못하고 빈곤층 생활을 하는 청소년 20대 - 30대가 많다.
첨단 디지털 정보 기기에 펼쳐진 디지탈 세상은 피곤한 현실과는 너무 틀리다. 그래서, 10대부터 30대까지 디지탈 세계에서 대리 만족과 꿈을 찾는 걸수도. 피씨방에서 게임, 스마트 폰, 인터넷 서핑, 기타등등에서 재미를 찾는다.
집단적으로 지성이 사라진 상태. 실패한 민주주의. 누구를 믿어야 하나? 걸레가 된 이론을 아직까지 반복하는 대학 교수님들의 지도를 기다려야 하나? 대학 교수는 과학이란 이름으로 사기를 쳐도 여전히 위대한 인물이라고 대중의 존경을 받는다.
30년을 보내고 Inertia Impulse 모터를 혼자서 개발한 발명가, 그는 대중을 위해 자신의 일생이 걸린 발명을 공개했다. 보통 발명가들은 이런 성과를 얻으면 특허권을 따서 돈과 명예를 거머쥘려고 한다. 만약, 이런 방식이 가능하다면 수십년 전에 free energy 기술이 대중에 퍼졌을 것이다.
뉴튼이나 아인슈타인이 끼쳐던 잠재력을 가진 Kanarev Philipp씨의 이론은 저서가 10판까지 디지털 문서 형태로 나와있지만 아직까지 영어로 출판해 세계에 알리려는 출판사가 나타나지 않고 있다. 젠장! 주류 과학 저널들및 과학 단체들은 무시로 일관.
현대 문명에서 주류 과학이 종교를 대체했다고 사람들은 말한다. 한계성을 가진 주류 과학이지만, '과학’이란 이름으로 자연을 파괴하고, 60억 민중의 빈곤한 삶까지 위협하고 있다. 뉴튼의 3가지 법칙, 에너지 보존 법칙, 열역학 법칙은 2천년간 중세를 지배한 기독교의 교리와 똑같다.
Kanarev Philipp의 아인슈타인과의 대결은 시간이 나고 정리되면 올릴 생각이다.