[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. 취임 100일 맞은 허태정 대전시장 "국가반도체연구소 유치, 2차 공공기관 이전에 총력"
  2. 대전샛 발사 24시간 통신 연결 없어…"궤도에 있으나 전파간섭 추정돼"
  3. 축구대표팀 ‘병역 논란’ 후폭풍…53년 병역특례 폐지 수순 밟나
  4. [홍석환의 3분 경영] 요즘 사원에게 Loyalty를 물어보면?
  5. 유생복 입고 붓글씨 쓰며 한글 가치 되새긴 한기대 학생들
  1. 출범 100일 장기수 천안시장 , "천안은 더욱 성장 가능한 도시, 일할 수 있는 환경 만들 것"
  2. 배움의 무대에 창작과 도전을 더하다… 백석문화대 다빈치아카데미 성료
  3. 천안법원, 음주운전 차량 뒤따라가 돈 갈취한 상습공갈범 '징역 2년 4월'
  4. 한기대 앵커사업단, '예비창업부터 글로벌 진출까지' 맞춤형 지원 결실
  5. 상명대 디자인코랩, 안동 전통문화 담은 기념품 개발·현장 판매

헤드라인 뉴스


대전샛-1 최초 교신 성공 대전 우주기업 도약 모멘텀

대전샛-1 최초 교신 성공 대전 우주기업 도약 모멘텀

누리호 5차 탑재돼 우주로 향한 대전샛-1(DaejeonSAT-1)이 지상국과의 최초 교신에 성공했다. 대전시는 9일 보도자료를 통해 이같이 밝혔다. 시에 따르면 대전샛-1은 발사 후 예정된 절차에 따라 우주공간에서 위성의 자세를 안정화하고 지상국과의 통신 연결을 시도했다. 이어 지상국을 통해 위성의 신호가 정상적으로 수신되면서 8일 23시 20분 6차 교신 시도 끝에 양방향 교신에 성공했다. 대전샛-1 주요 기능에도 이상이 발견되지 않았다고 시는 덧붙였다. 시스템 운용모드, 배터리팩, 자세제어 모드, 위성체 EOC 카메라의 지구..

국가유산청 국감, 종묘 앞 세운4구역 놓고 여야 공방
국가유산청 국감, 종묘 앞 세운4구역 놓고 여야 공방

8일 진행된 국회 문화체육관광위원회의 국가유산청 국정감사에선 종묘 앞 세운4구역 재개발을 놓고 여야가 치열한 공방을 벌였다. 세운4구역 건축물 높이 상향과 영향평가를 거치지 않은 사업 추진, 태릉CC 주택공급 계획과의 형평성 문제가 집중적으로 다뤄졌는데, 허민 국가유산청장은 세계유산영향평가(HIA)를 통해 보존과 개발의 균형을 찾아야 한다는 입장을 밝혔다. 이날 국감에서 더불어민주당은 세계유산영향평가 없이 사업을 추진하는 서울시를 비판한 반면 국민의힘은 국가유산청이 정부의 태릉CC 개발과 서울시의 세운4구역 개발에 다른 잣대를 적용..

응급실 인력난에 트램 상권 불편까지… 허태정, 취임 100일 맞아 민생현장 점검
응급실 인력난에 트램 상권 불편까지… 허태정, 취임 100일 맞아 민생현장 점검

허태정 대전시장이 민선 9기 취임 100일을 맞아 응급의료 현장과 트램 공사로 불편을 겪는 상권을 잇달아 찾았다. 허 시장은 8일 충남대학교병원 권역응급의료센터를 방문해 대전형 응급환자 이송·수용체계 운영 상황을 점검하고 의료진과 소방 등 현장 관계자들의 의견을 들었다. 대전형 응급의료체계는 환자 중증도에 따라 이송·수용 기준을 마련하고 소방과 의료기관 간 협력을 강화해 응급환자의 이송부터 수용, 최종 치료까지 연결하는 체계다. 이날 충남대병원은 국정감사 일정으로 병원장이 참석하지 못한 가운데 공공부원장과 응급의료센터장, 응급의료과..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 모래판 위에서 펼쳐진 한판 승부 모래판 위에서 펼쳐진 한판 승부

  • 수확 앞둔 황금 들녘 수확 앞둔 황금 들녘

  • ‘와! 성공이다’ 대전샛 개발자들 누리호 발사 성공에 환호 ‘와! 성공이다’ 대전샛 개발자들 누리호 발사 성공에 환호

  • ‘은행 열매를 피해라’ ‘은행 열매를 피해라’