만유인력(universal gravitation)이 존재하는 원인

우주 공간에서 질량을 가진 모든 물체는 서로 잡아당기는 힘(서로를 잡아당기는 힘 : 인력)을 가지고 있으며, 이 힘을 만유인력이라고 한다.

아인쉬타인은 공간의 휘어짐으로 만유인력을 설명하였다.
질량이 있는 물체는 그 주위의 공간을 휘어지게 하는 힘을 갖음으로써, 공간을 휘게한다. 그런데 여전히 남은 의문점 - 왜 질량이 있는 물체의 주위 공간은 휘어지는가? 즉, 왜 만유인력이 존재하는가 ?
이에 대한 원인을 제시하지 못하였다.


1. 물체가 1개만 있을 때 존재하는 힘

만약 모든 우주 공간에 단 하나의 물체(질량을 가진 물체)만 있다면, 만유인력이 존재할 수 있는가?
만유인력은 측정될 수 있는가?

모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다면 만유인력은 측정할 수 없다.

왜?

만유인력의 정의 자체가 두 물체 사이에 서로를 잡아당기는 힘이기 때문에, 두 물체가 없다면, 측정할 수 있는 방법이 없다. 즉, 잡아 당길 수 있는 상대가 없기 때문에 측정할 방법이 없다.

만유인력은 최소 2개 이상의 물체가 있어야만 측정 가능한 힘으로 1개의 물체가 가지고 있는 힘을 측정하는 것이 아니라, 2개의 물체가 갖고 있는 힘의 차이를 측정하는 것으로, 한쪽이 약하고, 한쪽이 강할 때만 측정 가능한 량이다.

모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다면 만유인력이 존재할 수 있는가?

우리는 모든 우주 공간을 물체와 물체가 아닌 것(공간)으로 이분할 수 있다.
물체는 질량을 가진 것으로서, 공간이 아닌 모든 것을 물체라고 할 수 있다.
그리고, 공간은 물체가 아닌 것이라고 할 수 있다.

다시 돌아가서, 모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다면 만유인력이 존재할 수 있는가? 라는 질문을 생각해 보자.

모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다.

그럼, 우주 공간에 존재하는 것은 물체 하나뿐인가?

아니다. 물체가 하나 있다. 그리고, 그 주위를 둘러싸고 있는 공간이 있다.

모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다면, 이 물체는 완전(完全)한가?
이 물체는 영원한가? 이 물체는 영속하는가? 이 물체는 변하지 않는가?

답은 “아니다”이다.

물체는 완전하지 않으며, 영원하지 않으며, 영원히 계속되지 않으며, 변화한다.
즉, 물체는 완전하지 않은 존재, 불완전체이다.

모든 우주 공간에 단 하나의 물체밖에 없는데도 왜 물체는 불완전체일까?

다른 물체와의 상호작용이 절대적으로 없는 상황인데도 물체는 불완전체일까?

완전한 상태란 어떤 것인가 ?

완전한 상태란, 변하지 않고, 영원히 계속되는 상태라고 정의된다.

우주 공간에서 완전한 상태란 어떤 상태를 이야기할 수 있을까 ?

우주 공간에서 완전한 상태란 다음과 같은 상태를 이야기할 수 있을 것 같다.

1) 아무 것도 없는 상태(全無의 상태, 공간도 없고, 물체도 없는 상태)
2) 모든 것이 평형에 있는 상태(공간과 물체가 서로 구별없이 뒤섞여서 모든 좌표 상태가 동일한 상태)

그럼, 다시 본래의 명제로 돌아가서,
모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다고 하더라도, 이 물체는 불완전한 상태이고, 불완전한 상태는 완전한 상태로 이동하려고 한다. 즉, 힘이 존재한다.

모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다고 하더라도, 그 물체를 포함한 공간은 불완전체이다.

공간은 물체와 구별되어 있으므로, 물체와 서로 섞여서 공간의 모든 좌표 상태가 동일한 상태(완전한 상태)가 되기 전까지 불완전한 상태이다. 공간은 불완전한 상태에서 완전한 상태로 이동하려고 한다. 즉, 힘이 존재한다.

물체(불완전체)와 주위 공간(불완전체)이 뒤섞여서 동일(완전체)해지려고 하고, 주위 공간(불완전체)은 물체(불완전체)와 뒤섞여서 동일(완전체)해지려고 한다.

물체가 공간과 동일해지려고 하는 힘, 공간이 물체와 동일해지려고 하는 힘이 존재한다.


지금까지 모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있다는 가정하에서 존재할 수 있는 힘에 대해서 추론하여 보았다.

결론은 모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있더라도, 물체는 불완전한 상태로서, 완전한 상태로 나아가려는 힘을 가지고 있다는 것을 추론할 수 있다.

하지만, 모든 우주 공간에 단 하나의 물체만 있는 상태에서 이 물체가 공간과 동일한 상태로 되려는(완전한 상태로 나아가려는) 힘을 만유인력이라고 부르기에는 여전히 부족하다.

다음 장에서는 물체가 2개 있을 때 존재하는 힘을 추론하고, 이 힘과 만유인력을 비교한다.


Proposed by 김용남
kynt4380@gmail.com