파이오니아 효과
[2012년 1월 뉴스레터]
2008년 창조과학연구원(IRC)의 험프리(Russell Humphreys) 박사는 아인슈타인의 상대성이론에 등장하는 중력에 관한 방정식의 근사해(Metrics)를 구하고 이를 바탕으로 새로운 우주모델을 제시하였다. 지난해 연속된 칼럼으로 그가 제안한 메트릭을 통하여 공간의 팽창과 시간의 느려짐(팽창)에 대한 새로운 천문 우주 모델을 소개하고 수백만 광년 떨어진 별빛들을 지구에서 어떻게 수천 년의 짧은 시간에 볼 수 있게 되었는지 설명하였다. [1,2]
통상 빅뱅우주론에서는 우주 공간의 팽창이 우주의 한점을 중심으로 시작하였다고 보지 않는다. 오히려 하나의 풍선 같은 구체의 표면에 존재하여 별들과 은하들이 확산하고 있다고 가정한다. 반면 험프리 박사는, 일반 과학자들이 수집한 우주 공간을 통한 별들과 은하들의 위치에 대한 적색편이(Red shift) 연구자료를 통해, 별과 은하들이 우리 은하(밀키웨이 은하)를 중심으로 불연속적인 동심원(quantized concentric shells)으로 분포되어 있음을 발견하였다.[3] 빅뱅이론에는 우주가 어떤 특별한 위치와 유일한 중심을 가질 수 없다. 하지만 적색편이 자료 들은 우주는 중심이 있다는 것을 시사하고 있다.
현재 NASA 과학자들은 태양계를 벗어나 먼 거리(약 20 AU, 1AU는 지구-태양 거리)를 항해하는 우주선들이 비정상적이고 이례적인 속도변화를 겪고 있는 문제를 풀지 못하고 있다. 1972년과 1973년 NASA는 태양계 밖으로 우주 탐사선 파 이오니아 10호와 11호를 각각 발사했다. 그 후 NASA의 과학자들은 목성을 지나고 태양계를 벗어나고 있는 파이오니아 탐사선들과 2003년까지 계속 교신을 하면서 탐사선으로부터 오는 전파를 분석하여 탐사선이 어떻게 항해하는지 그 비행 궤도를 추적해왔다. 여기서 수수께끼는 탐사선들 모두 다 예상했던 속도보다 훨씬 느려지고 있다는 점이다.
파이오니아 10호선과 11호선 모두 다 거의 같은 비율로 속도가 떨어지고 있다(best estimate acceleration: -8.74 x 10-10m/s2). 1980년 처음 JPG 연구소 앤더슨(John Anderson) 연구원이 이 현상을 발견한 후 탐사선들이 ‘태양 이외에 또 다른 여분의 인력을 받고 있는 것이 아닐까? 알지 못하는 우주 가스와 의 마찰 때문일까? 혹시 연료의 누설 때문은 아닐까? 내장된 배터리로부터의 열 방출 때문일까? 아직 발견되지 않은 소행성 때문인 인력 때문일까?’ 등등 여러 가지 가능성을 고려해 보았지만, 그 원인을 확실히 규명하지 못하고 있다. 따라서 15년간 이 문제를 다뤄 온 앤더슨 박사를 비롯해 여러 과학자는 뉴턴의 중력법칙을 초월하는 이례적인 현상(Pioneer effect)으로 보고 있다.[4]
태양으로부터 멀어져가고 있는 파이오니아 호를 비롯한 보이자 우주선들이 왜 점점 더 느려지고 있을까? 이 미스터리는 험프리 박사의 새로운 우주모델로 명료하게 설명이 된다. 그의 모델에 따르면, 하나의 거대한 공간에 물질이 분포하고 있다면 그 공간의 중심에는 깊은 중력포텐셜 우물(gravitational potential well)이 존재하게 된다. (위치에너지란, 중력장 임의의 한 지점에서 단위 질량이 가지는 에너지이다). 만일 그 우주 공간을 밖으로 당겨서 확장시켜 나간다면 그 중력포텐셜 우물의 깊이는 짧아진다. 이때 우물 안에 있는 레이더로 측정하면, 그 우물의 깊이가 계속해서 짧아지기 때문에 같은 우주선이 같은 시간에 예상보다 더 짧은 거리를 가게 되어 속도가 줄어드는 결과가 된다는 것이다.
만일 태양계가 중심을 가지고 있고 그 공간이 팽창하고 있다면 태양계의 중력포텐셜 우물의 깊이가 짧아지는 가속(deceleration)을 경험하게 된다. 따라서 태양계를 벗어나 멀리 항해하는 우주선들이 계속 속도를 잃어버리게 되는 것이 자명해진다.
파이오니아 효과는 우주가 과거 한때가 아니라 오늘 이 시간에도 팽창하고 있다는 증거로 보인다. 결론적으로 파이오니아 효과는 창조과학자들이 주장하는 1) 우주에 중심이 있고, 2) 우주공간이 팽창하고 있으며, 3) 시간의 느려짐(팽창)을 지지하고 있으며 성경이 말하고 있는 근본 요소들을 증거가 돼주고 있다. 반면 우주에는 중심이 없다는 빅뱅이론 지지자들에게 파이오니아 효과는 풀리지 않는 미스터리일 뿐이다.
- 이동용 박사 (항공기계공학)
[참고]
- 창조과학선교회 뉴스레터 2011, Creation Truth, Vol.19, No. 2-7.
- Humphreys, D.R. 2008, New time dilation helps creation cosmology, Journal of Creation, 22(3): 84-92.
- Humphreys, D.R. 2002, Our galaxy is the center of the universe, “Quantized” red shifts show, Journal of Creation, 16(2):95-104.
- Anderson, J.D. et al. 2002, Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11, Physical Review D65: 082004-1 to 082004-50.