8.9 중력이 ‘굽은 시공’과 같다고 보는 단 하나의 그림

목차 ／ 제8장: 에너지 실 이론이 도전하는 패러다임 이론

세 단계 목표

중력을「굽은 시공」으로 동일시하는 그림이 왜 오랫동안 주류였는지, 그 그림이 여러 스케일과 여러 관측 프로브에서 어디서 어려움을 보이는지 설명합니다. 아울러 **에너지 스레드 이론(EFT)**은 ‘곡률’을 유효한 겉모습으로 격하하고, 실제 원인을 **에너지 바다(Energy Sea)**의 텐서 구조와 그 통계적 응답—즉 통계 텐서 중력(STG)—으로 되돌리며, 교차 프로브로 검증 가능한 단서를 제시합니다.

I. 현행 패러다임은 무엇을 말하는가

1. 핵심 주장
   물질과 에너지가 시공이 어떻게 휘어질지를 정하고, 휘어진 시공이 물체가 어떻게 움직일지를 정합니다. 중력은 ‘힘’이 아니라 기하입니다. 자유낙하는 측지선을 따르고, 빛은 굽은 기하에서 편향되며, 서로 다른 퍼텐셜에서는 시계의 속도가 달라집니다(적색편이(Redshift)). 동일한 장 방정식이 행성 궤도에서 블랙홀, 우주론적 배경에 이르기까지 적용됩니다.
2. 선호되는 이유
   • 개념의 통일성: 다양한 중력 현상을 ‘기하–측지선’이라는 하나의 언어로 설명할 수 있습니다.
   • 강한 국소 검증: 수성 근일점 이동, 중력 적색편이, 레이더 에코 지연, 중력파 등이 근거리·강장 시험을 다수 통과했습니다.
   • 성숙한 도구: 완비된 수학·수치 틀로 엄밀한 도출과 계산이 가능합니다.
3. 어떻게 이해할 것인가
   계량의 형태와 진화로 모든 관측을 설명하는 ‘기하적 서사’입니다. 그러나 추가 인력(예: 은하 회전 곡선, 렌즈 질량 결손)과 후기 가속을 설명하려면 암흑물질과 우주상수 Λ 같은 기하 바깥의 성분을 보강하는 경우가 많습니다.

II. 관측에서의 난점과 쟁점

• 패치워크 의존
  은하 스케일과 우주 스케일을 함께 만족시키려면 보강이 자주 필요합니다. 부족한 인력에는 암흑물질, 가속에는 Λ가 붙습니다. 기하 자체는 이 성분들의 미시적 기원을 제공하지 않습니다.
• 거리–성장과 렌즈–동역학의 미세한 어긋남
  거리 계열 프로브로 추정한 배경이, 약한 중력렌즈·은하단 개수·적색편이 공간 왜곡에서 추정한 성장 진폭/속도와 조금씩 달라지는 경우가 있습니다. 또 일부 계에서는 렌즈 질량과 동역학 질량이 스케일에 따라 어긋나며, 피드백이나 환경 항을 ‘붙여서’ 맞추곤 합니다.
• 소규모에서 ‘지나치게 정돈된’ 스케일 법칙
  회전 곡선과 방사 가속 관계는, 보이는 물질과 추가 인력이 엄격히 공스케일링함을 보여 줍니다. 기하는 결과를 수용할 수 있으나, 왜 이토록 정연한지는 제1원리보다 경험적 피드백에 기대는 경향이 큽니다.
• 에너지 회계의 모호함
  기하의 언어에서는 중력장의 에너지를 좌표 불변의 지역적 방식으로 유일하게 정의하기 어렵습니다. 그 결과 ‘왜 가속하는가’, ‘Λ는 얼마나 큰가’ 같은 자연성 문제가 날카로워집니다.

짧은 결론
‘중력＝곡률’은 국소·강장 영역에서 매우 성공적입니다. 그러나 추가 인력, 후기 가속, 프로브 간 정합, 소규모의 엄격한 스케일 법칙을 한꺼번에 다루려 하면, 기하만으로는 버티기 어려워 다수의 패치가 필요해지기 쉽습니다.

III. 에너지 스레드 이론의 재서술과 독자가 체감할 변화

한 문장 요약
‘곡률’을 유효한 겉모습으로 격하합니다. 진짜 원인은 **에너지 바다(Energy Sea)**의 텐서 구조와 그 통계적 응답에 있습니다.

• **통계 텐서 중력(STG)**이 ‘추가 인력’을 담당합니다.
• 적색편이는 텐서 퍼텐셜과 **경로의 진화로 인한 편이(Path)**의 결합으로 설명하며, 본 절에서는 ‘계량 팽창’을 사용하지 않습니다.
• 하나의 텐서 퍼텐셜 기반 지도로 렌즈, 동역학, 거리 잔차, 구조 성장을 동시에 제약합니다.

직관적 비유
우주를 장력을 띤 수면으로 생각합니다. **에너지 스레드(Energy Threads)**가 지형을 만듭니다. 우리가 읽는 ‘굽은 기하’는 등고선 지도의 겉보기와 같습니다. 읽기에는 편하지만 원인은 아닙니다. 배의 진로와 파동의 경로를 바꾸는 것은 수면의 장력과 **장력 구배(Tension Gradient)**입니다. 기하는 겉모습, 텐서는 구동원입니다.

재서술의 세 가지 요점

1. 지위 하향: 기하＝영차의 겉모습
   자유낙하와 광 편향은 유효 계량으로 기술할 수 있습니다. 다만 ‘왜 그런가’는 텐서 지형과 유선으로 설명합니다. 근거리·강장 검증은 텐서 응답의 극한으로 유지됩니다.
2. 추가 인력＝통계적 응답
   은하·은하단의 ‘보이지 않는 인력’은 통계 텐서 중력에서 나옵니다. 가시 분포가 주어지면 단일 텐서 커널로 바깥 원반의 인력과 렌즈 수렴을 직접 생성합니다. 암흑 입자 비계가 필요하지 않습니다.
3. 하나의 지도, 다목적 사용—패치 거부
   같은 텐서 퍼텐셜 기반 지도가 회전 곡선 잔차, 약한 렌즈의 진폭 차, 강한 렌즈의 시간 지연 미세 드리프트, 거리의 방향성 미세 바이어스를 함께 줄여야 합니다. 각 데이터셋마다 다른 ‘패치 지도’가 필요하다면, 통합 재서술은 지지되지 않습니다.

검증 가능한 단서(예시)

• 렌즈–동역학의 공선 정렬: 같은 표적에서 렌즈 수렴 지도와 속도장 잔차가 공간적으로 같은 방향으로 정렬됩니다. 하나의 외부장 방향으로 설명됩니다.
• 단일 커널의 교차 이식: 통합 텐서 커널은 은하 간에 이식 가능합니다. 회전 곡선을 맞추는 매개변수가, 소조정만으로 약한 렌즈 잔차도 낮춥니다.
• 강한 렌즈의 다중 영상 미세 차이: 동일 소스의 여러 영상에서 시간 지연 잔차와 극히 작은 적색편이 차이가 상관됩니다. 광선 경로가 진화 중인 텐서 지형을 서로 다르게 가로지르기 때문입니다.
• 거리 잔차의 방향 일치: Ia형 초신성과 **바리온 음향 진동(BAO)**의 잔차가, 렌즈–동역학에서 얻은 선호 방향과 일치하는 작은 방향성 바이어스를 보입니다.

독자에게 바뀌는 점

• 관점: ‘곡률’을 중력의 유일한 본체로 보지 않고 텐서 역학의 투영으로 봅니다. 기하는 유용하지만 원인은 아닙니다.
• 방법: 데이터마다 패치를 붙이기보다 잔차 이미징으로 전환합니다. 하나의 기반 지도로 렌즈·동역학·거리의 미세 차이를 맞춥니다.
• 기대: 상이한 현상을 전역 매개변수만으로 꿰매기보다, 공방향·공지도·저분산의 미세 패턴을 중시합니다.

자주 나오는 오해에 대한 간단한 설명

• 에너지 스레드 이론이 일반상대성이론(GR)을 부정하는가?
  아닙니다. 국소 및 강장 극한에서 GR의 성공적 겉모습을 회수합니다. 차이는 인과 배치입니다. 원인을 텐서 응답에 두고, 기하는 유효 기술로 봅니다.
• 자유낙하와 등가원리는 여전히 성립하는가?
  영차에서는 성립합니다. 국소적으로 텐서 구조가 거의 균일하여 세계선이 근사적으로 측지적입니다. 고차에서는 극히 약하지만 검증 가능한 환경 항이 나타날 수 있습니다.
• 중력파는 어떻게 다루는가?
  에너지 바다를 따라 전파하는 텐서파로 다룹니다. 현재 정밀도에서는 전파 속도 한계와 지배적 편극이 관측과 부합합니다. 미세한 차이가 있다면 기반 지도의 방향성과 약하게 상관될 것입니다.
• 블랙홀이나 렌즈 효과를 부정하는가?
  아닙니다. 둘 다 강한 응답의 겉모습으로 유지됩니다. 차이는 주변 외부장과 잔차가 동일한 텐서 퍼텐셜 기반으로 함께 설명된다는 점입니다.

절 요약

‘중력＝곡률’은 위대한 기하학적 성취입니다. 그러나 그것만으로는, 다수의 패치 없이 추가 인력·후기 가속·프로브 간 미세 긴장·소규모의 엄밀한 스케일 법칙을 동시에 설명하기 어렵습니다. 에너지 스레드 이론은 ‘곡률’을 겉모습으로 낮추고, 원인을 에너지 바다의 텐서 구조와 통계적 응답에 둡니다. 그리고 하나의 텐서 퍼텐셜 기반 지도가 프로브를 가로질러 잔차를 정렬할 것을 요구합니다. 기하의 명료함은 지키면서 가정을 줄이고, 검증 가능성은 높입니다.