[우삼용]변치 않는 그 무엇

  • 오피니언
  • 사외칼럼

[우삼용]변치 않는 그 무엇

[사이언스칼럼]우삼용 한국표준과학연구원 기반표준본부장

  • 승인 2011-08-01 14:09
  • 신문게재 2011-08-02 21면
  • 우삼용 한국표준과학연구원 기반표준본부장우삼용 한국표준과학연구원 기반표준본부장
▲ 우삼용 한국표준과학연구원 기반표준본부장
▲ 우삼용 한국표준과학연구원 기반표준본부장
'꽃은 무슨 일로 피면서 쉬어지고 풀은 어이하여 푸르는 듯 누르나니 아마도 변치 않음은 바위뿐인가 하노라.'

조선 중기의 대시인인 고산 윤선도의 '오우가'에 나오는 구절로 돌을 벗에 비유하여 노래한 부분이다. 만일 이 세상에 '변치 않는 그 무엇'이 있다면 그것은 질량의 기준으로서 적당하다. 올해 1월, 영국 런던에 있는 왕립학회(Royal Society)에서는 단위의 새로운 정의를 위한 국제 토론회를 개최했다.

필자도 본 학회에 참석하였는데 궂은 비가 간간이 내리는 음산한 날씨 가운데도 전 세계에서 많은 사람들이 모여 새로운 국제단위 제정에 관한 발표와 토론을 했다. 이틀 간 계속된 토론회에서 가장 큰 이슈는 질량 기준에 대한 새로운 정의를 만드는 것이었다.

현재 사용되고 있는 질량의 기준은 프랑스 국제도량형국(BIPM)에 보관되어 있는 국제킬로그램원기다.

이 원기는 1879년 제작된 것으로 직경과 높이가 모두 약 39㎜인 원기둥 모양의 물체로 재질은 백금과 이리듐이 9 대 1의 비율로 섞여 있다. 아울러 이와 똑 같이 생긴 여러 개의 복사판 질량원기를 다수 만들어 미터 조약에 가입한 여러 나라들에게 나누어 주어 각 나라가 질량 1 ㎏을 똑같이 사용할 수 있도록 하였다.

제작 후 100 년이 넘게 지난 지금, 이 국제킬로그램원기는 곤란에 처해 있다. 그것은 복사판 질량원기와 비교한 결과 국제킬로그램원기의 질량이 조금씩 변하는 것이 관찰되었기 때문이다.

그 동안 변치 않기를 기원하며 3중 용기 속에 잘 보관해 왔건만 기대와 달리 그 무게가 점차 변하는 것이다. 그러면 과연 지구상에는 '변하지 않는 그 무엇'이 없을까? 지금 선진 측정표준기관에서는 새로운 질량 기준으로 삼기 위한 두 가지 방법이 유력하게 연구되고 있다. 한 가지 방법은 코일에 발생하는 전자기력을 이용하여 국제킬로그램원기의 무게와 일치시키는 방법이다.

이것은 어느 실험실에서나 구현해 볼 수 있는 좋은 방법이지만 전압, 전류, 코일이동속도, 중력 등을 정밀하게 측정할 수 있는 기술이 필요해 실현이 쉽지 않다. 두 번째 방법은 실리콘 공을 이용하는 방법이다. 실리콘은 합금인 킬로그램원기와는 달리 원자가 일정한 간격으로 잘 배열되어 있어 그 내부의 원자수를 정확히 구할 수 있으면, 원자량에 대응되는 원자수를 정할 수 있고 이를 새로운 질량의 기준으로 삼을 수 있다.

하지만 실리콘 공 1㎏은 지름이 94㎜에 달하고 이 안에 들어 있는 실리콘 원자수를 재는 것은 생각만큼 쉽지 않은 일이다. 현재 이들의 연구 결과를 보면 측정결과가 서로 일치하지 않고 있다. 아직 그 원인을 알 수 없어 과학자들이 골치를 앓고 있다. 마치 시계가 한 개만 있을 경우 시간을 알 수 있지만, 시계가 두 개 있고 그 둘이 서로 다르면 몇 시 인지 확신할 수 없는 것과 같다고나 할까. 언젠가는 이 문제가 해결되리라 믿지만 마음은 조급하다.

원래 질량의 단위인 킬로그램과 길이의 단위인 미터는 18세기 말 프랑스 혁명의 소용돌이 속에서 태어났다. 변치 않는 그 무엇을 찾아 '달고 측정하는 기준(wight and measure)'으로 삼으려는 노력의 결과, 믿음직한 지구를 길이의 기준으로, 물을 질량의 기준으로 처음에 선택하였다. 즉 프랑스 파리를 지나는 지구 자오선의 4000 만분의 1을 1m로 정의하고, 물 1를 질량 1㎏으로 정의한 것이다. 하지만 보다 신뢰성 있고 변하지 않는 기준을 찾아 헤맨 끝에, 길이의 경우 물리기본상수인 빛의 속도를 '변치 않는 그 무엇'으로 하게 되었다. 하지만 질량은 아직 '변치 않는 그 무엇'을 찾지 못하고 불완전한 백금-이리듐 합금을 기준으로 하고 있다.

올해 10월이면 프랑스의 국제도량형국에서는 국제도량형총회(CGPM)가 열린다. 아직까지 '변치 않는 그 무엇'을 찾아 헤매는 불쌍한 질량의 단위 킬로그램을 안착시켜 줄 희소식을 기대해 본다. 1975년 미터조약 100주년 기념식에서 국제도량형국 국장은 킬로그램을 '변치 않는 그 무엇'으로 재정의 하는 것이야 말로 단위의 유토피아를 실현하는 것이라고 말한 바 있다. 세상의 유토피아는 현실에 존재하지 않는 꿈의 세계지만, 단위의 유토피아는 측정표준기관의 실험실에 있는 현실의 세계다. 우리 모두 못 다한 '변치 않는 그 무엇'을 찾아 단위의 유토피아를 실현해 보자.

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 세종 행정수도특별법, 9월 논의 불발… 국감 이후 격랑 속으로
  2. 대전시 트램 공사에 버스전용차로 축소 대책마련 시급
  3. 전기연 원장에 강상희교수·원자력연 원장에 정우식 교수 선임
  4. 제8대 세종경찰청장에 김보준 안보수사심의관 임명... 경찰청 경무관 인사 단행
  5. 기계연 공기정화 자동차는 연비저감 1% 어떻게?…별도의 송풍장치 없어 가능
  1. "미안하고, 감사합니다" 선병원 60년 지킨 김인 여사 장례미사 '애도'
  2. 부산 영도 아이들이 고른 53곳, 한 장의 지도로
  3. 홍인숙 시인, 세 번재 시집 '너없는 이곳에 꽃은 여전하고' 출간
  4. 출범 100일 앞둔 '조상호 세종시정부', 재정난 뚫고 도약 주목
  5. 2027 수능 앞두고 과목별 유불리 커져…9월 모평

헤드라인 뉴스


박수현·허태정 "미래대응기금 신설에 따른 지방재정 축소 우려"

박수현·허태정 "미래대응기금 신설에 따른 지방재정 축소 우려"

정부의 미래대응기금 신설 및 지출 구조조정 추진에 따라 지방재정 축소 우려가 증폭되는 가운데, 박수현 충남지사와 허태정 대전시장이 미래대응기금 내 지방 배분 비중 확대와 지방의 자율적 재정운용권 보장을 위한 제도개선을 여당에 공식 건의했다. 박수현 충남지사와 허태정 대전시장은 29일 서울 국회의원회관에서 열린 '미래대응기금 및 지방교부세 개편 당정협의회'에 참석해 정부·여당을 향해 지방재정 안정화 대책 마련을 강력히 촉구했다. 박수현 지사는 초고령화와 인구 감소, 인공지능(AI)·첨단산업 전환 등 대격변기에 추가 세수를 미래성장동력..

`국립청주해양과학관` 미리 가보니, "기대 이상 콘텐츠"… 새 명소 노크
'국립청주해양과학관' 미리 가보니, "기대 이상 콘텐츠"… 새 명소 노크

전국 최초의 내륙권 국립해양과학관이 29일 청주시 청원구에 문을 열면서, 새로운 명소 탄생을 노크하고 있다. 이날 중도일보 기자가 개관 현장을 가본 결과, 머릿 속으로 그린 것 이상의 그림이 그려졌다. 이날 함께한 다수의 인사들과 방문객들도 같은 반응을 보였고, 이후 가족들과 재방문을 예고했다. 충북 청주시 청원구에 위치한 국립청주해양과학관은 2011년부터 장기간 정부의 예비타당성 검토를 거쳐 2019년 본궤도에 올랐고, 그동안 총사업비 983억 원 투입으로 이날 개관했다. 시설은 연면적 1만 4980 ㎡에 지하 1층~지상 3층 규..

충청권 4개 시도지사 재산신고, 최대 28억 차이… 허태정 시장 5억 4539만 신고
충청권 4개 시도지사 재산신고, 최대 28억 차이… 허태정 시장 5억 4539만 신고

공직자 재산이 공개된 가운데 충청권 4개 시·도지사의 신고 재산은 28억 원 이상 차이가 난 것으로 나타났다. 이번 공개 대상은 6·3 지방선거 당선자 가운데 새롭게 재산등록 의무가 발생한 신규 선출직 공직자로, 초선 여부와 관계없이 재선 등으로 기존 재산등록 의무가 계속되는 당선자는 이번 수시공개 대상에서 제외됐다. 29일 정부공직자윤리위원회가 공개한 6·3 지방선거 신규 선출직 공직자 재산등록사항에 따르면 허태정 대전시장은 5억 4539만 1000원의 재산을 신고했다. 허 시장은 배우자 명의 대전 유성구 노은동 아파트 1채 4억..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘나이는 숫자일 뿐’ ‘나이는 숫자일 뿐’

  • ‘개점휴업 언제까지’…구민들 의회 정상화 촉구 ‘개점휴업 언제까지’…구민들 의회 정상화 촉구

  • 10월부터 안전모 미착용 집중단속…벌점 10점도 부과 10월부터 안전모 미착용 집중단속…벌점 10점도 부과

  • ‘다시, 집으로’ ‘다시, 집으로’