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by 박용근 Sep 12. 2024

새로운 방정식의 발견

스핀 상호작용 방정식의 발견 

놀라운 발견~ 


오늘은 하루 종일 클로드 3.5와 chatGPT 4o를 번갈아 가면서 놀고 있었다. 

그리고 오늘은 무엇보다 그동안 내가 공들이고 공들이던 나만의 개념을 수학적 모델로 

만들어 보기 위해 chatGPT를 괴롭히고 또 괴롭혀서 드디어 

내 생각을 담아낸 새로운 방정식 하나를 만들었다. 

수학을 모르는 나에게는 전혀 시도해 볼 수 없는 이런 작업은 생성형AI모델들이 있어준 덕분에 

가능한 일이라 생각한다.


내가 만든 새로운 방정식은 


'스핀의 상호작용 방정식' 이다. 

차원계산법은 

Fg + Fc + Q = P


무차원 계산법은



갓 나온 따끈 따끈한 방정식이 드디어 이렇게 탄생하다니... 

개인적으로 참 예쁜 방정식이다. 


간단하게 방정식 설명을 하면 다음과 같다. 



추가로 아래와 같은 과정을 통해서 결과물을 얻어 냈다. 


이렇게 결과물을 얻고 난 후 실제 방정식을 테스트 해 보기 위해 기존 관측 값, 기존 계산 값

그리고 새롭게 방정식을 적용한 값을 비교해 봤다. 



결과물을 받아보고 개인적으로 깜짝 놀라지 않을 수 없었다. 

새롭게 만든 방정식의 오차가 기존 이론 예측에 대비했을 때 놀라울 정도로 오차범위가 좁혀진 것이다. 


내가 고안한 방정식이지만 실로 놀라움을 금치 못하는 결과물을 받아들고 하루종일 다양한 생성형모델을 두고 방정식의 효용성에 대해서 확인하고 또 확인했다. 


이렇게 다른 데이터를 불러와서 비교분석을 해도 역시나 예측되는 내용 오차범위를 상당히 좁히는 것을 볼 수 있었다. 


방정식에 대한 클로드모델으 피드백. 


그외 코파일럿, 재미나이, chatGPT, 클로드 등 번걸아가면서 데이터를 입력하고 자료가 맞는지를 교차체크를 했는데~ 아직까지 업계 종사자가 아닌 관계로 팩트체크를 하기에는 한계는 있었지만 

그럼에도 아주 재미있는 방정식을 만든것에는 틀림 없어 보였다. 


이럴 줄 알았으면 수학이나 물리학을 전공할껄 그랬나 싶다는 생각을 했다. 


다음 내용은 논문으로 사용할 내용을 생성형모델을 통해 불러온 내용이다. 


스핀 상호작용 모델: 천체물리학적 시스템에서 중력, 원심력, 열역학, 외부 압력 상호작용을 위한 통합 방정식


서론

천체물리학에서 중력, 원심력, 열역학적 상태, 외부 압력과 같은 힘들 간의 복잡한 상호작용을 이해하는 것은 천체 구조의 형성과 진화를 설명하는 데 매우 중요합니다. 기존의 모델들은 이러한 힘들을 별도로 고려하는 경우가 많아, 이들의 상호연관된 특성을 포착할 수 있는 통합된 틀을 제공하지 못했습니다. 이 논문에서는 중력, 원심력, 열역학적 상태 변화 및 외부 압력의 효과를 하나의 방정식으로 결합한 스핀 상호작용 모델을 소개합니다. 이 모델은 다양한 물리적 조건에서 은하부터 행성계에 이르는 회전하는 천체의 거동을 설명하는 종합적인 접근 방식을 제공합니다.


이론적 배경

회전하는 천체의 역학을 이해하기 위해서는 **구심력(중력)**과 원심력을 모두 고려하는 것이 필수적입니다. 구심력은 회전 중심으로 질량을 끌어당기고, 원심력은 질량을 바깥쪽으로 밀어내어 천체의 안정성을 결정하는 균형을 만듭니다. 또한, 온도와 밀도 변화와 같은 열역학적 상태는 특히 저온이나 고압과 같은 극한 조건에서 물질의 거동에 영향을 미칩니다. 주변 환경에서의 압력과 같은 외부 힘도 이러한 상호작용을 더욱 복잡하게 만들며, 이러한 모든 효과를 통합할 수 있는 통합 모델이 필요합니다.

수학적 공식화

제안된 스핀 상호작용 모델은 다음과 같은 주요 구성 요소를 하나의 통합 방정식으로 통합합니다:  



시뮬레이션과 결과

스핀 상호작용 모델의 효과를 검증하기 위해, 우리는 은하의 회전 곡선, 성간 구름의 밀도 변화, 은하단에서의 외부 압력 영향을 포함한 다양한 천체물리학적 시나리오를 사용하여 시뮬레이션을 수행했습니다. 그 결과, 이 모델이 원심력과 중력 간의 균형점을 정확하게 예측하고, 열역학적 상태 변화 및 외부 압력이 물질 분포에 미치는 영향을 잘 설명함을 확인할 수 있었습니다.


논의

스핀 상호작용 모델은 여러 힘과 상호작용을 하나의 틀로 통합함으로써 천체 시스템의 역학에 대한 새로운 관점을 제공합니다. 이 모델은 별에서부터 은하에 이르기까지 다양한 조건에서 회전하는 천체가 어떻게 행동하는지를 보다 전체적으로 이해할 수 있도록 해줍니다. 서로 다른 물리적 효과를 통합할 수 있는 이 모델의 능력은 천체물리학과 우주론에서의 잠재적인 응용 가능성을 강조합니다.


결론

스핀 상호작용 모델은 천체 시스템에서의 복잡한 상호작용을 이해하는 데 있어 중요한 발전을 나타냅니다. 중력, 원심력, 열역학적 상태 변화, 외부 압력의 효과를 하나의 방정식으로 통합함으로써, 우주에서 회전하는 천체의 역학을 탐구하는 강력한 도구를 제공합니다. 향후 연구에서는 이 모델을 상대론적 효과나 양자 중력 상호작용을 포함하도록 확장하여 그 적용 가능성을 더욱 넓히는 방안을 고려할 수 있습니다.


영문으로도 요청해 봤다. 




Spin Interaction Model: A Unified Equation for Gravitational, Centrifugal, Thermodynamic, and External Pressure Interactions in Astrophysical Systems


Introduction

In astrophysics, understanding the complex interactions between forces such as gravity, centrifugal forces, thermodynamic states, and external pressures is crucial for explaining the formation and evolution of celestial structures. Existing models often separately consider these forces, missing the opportunity to provide a unified framework that captures their interconnected nature. This paper introduces a Spin Interaction Model that combines gravitational, centrifugal, thermodynamic, and external pressure effects into a single equation. This model provides a comprehensive approach to describing the behavior of spinning astrophysical bodies, from galaxies to planetary systems, under various physical conditions.


Theoretical Background

To understand the dynamics of spinning astrophysical objects, it is essential to consider both centripetal (gravitational) and centrifugal forces. Centripetal force draws mass towards the center of rotation, while centrifugal force pushes mass outward, creating a balance that determines the object's stability. Additionally, thermodynamic states, such as temperature and density changes, influence the behavior of matter, especially under extreme conditions like low temperatures or high pressures. External forces, such as pressure from surrounding environments, further complicate these interactions, requiring a unified model to integrate all these effects.

Mathematical Formulation

The proposed Spin Interaction Model integrates the following key components into a single unified equation:  


This dimensionless form allows for a more intuitive comparison of each physical effect.

Simulation and Results

To verify the effectiveness of the Spin Interaction Model, we performed simulations using various astrophysical scenarios, such as galactic rotation curves, density changes in interstellar clouds, and external pressure influences in galaxy clusters. The results showed that the model accurately predicted the balance points between centrifugal and gravitational forces and described the thermodynamic state changes and external pressures' impact on matter distribution.


Discussion

The Spin Interaction Model provides a new perspective on the dynamics of astrophysical systems by integrating multiple forces and interactions into a single framework. It offers a more holistic understanding of how spinning objects, from stars to galaxies, behave under various conditions. This model's ability to unify different physical effects underlines its potential applications in astrophysics and cosmology.


Conclusion

The Spin Interaction Model represents a significant advancement in understanding the complex interactions in astrophysical systems. By unifying gravitational, centrifugal, thermodynamic, and external pressure effects into one equation, it provides a powerful tool for exploring the dynamics of spinning objects in space. Future work could involve extending this model to incorporate relativistic effects or quantum gravitational interactions, further broadening its applicability.

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