10년간 재현 실험에도 '중력상수'는 여전히 '오리무중' 작성일 04-26 28 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="piNKsL3GR6"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c1ff98e108839f08e1b9b0e0fc1ba5d82073264f62def70f7bd2e08ec6fa2821" dmcf-pid="Unj9Oo0Hn8" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="스테판 슐라밍어(왼쪽)와 동료가 중력상수 측정에 사용된 장비 앞에 서 있다. NIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/26/dongascience/20260426080134382xols.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="0AGNpTRfMP" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/26/dongascience/20260426080134382xols.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 스테판 슐라밍어(왼쪽)와 동료가 중력상수 측정에 사용된 장비 앞에 서 있다. NIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="16f1aa963bfb16e12c7eda71c4137f26433ed9e6c9a8f90b62129b31fadb38b7" dmcf-pid="uLA2IgpXd4" dmcf-ptype="general">우주에서 물체 사이의 중력을 결정하는 기본 상수인 '중력상수(G)'의 정확한 값을 두고 물리학계의 혼란이 계속되고 있다. </p> <p contents-hash="69e24c7f5f775f9067bcdb69d38a28c189c446c41cc1fc930620a9166662fea1" dmcf-pid="7ocVCaUZnf" dmcf-ptype="general">스테판 슐라밍어 미국 국립표준기술연구소(NIST) 연구원 연구팀은 과거 실험에서 측정한 결과를 재검증하기 위해 10년에 걸쳐 진행한 재현 실험 결과를 국제학술지 '메트롤로지아'에 16일 발표했으나 새 측정값이 기존 실험값과도, 국제 공인값과도 맞지 않는 것으로 나타났다.</p> <p contents-hash="644c78159992d7878581f7124ea812ad88618a6c018f48262ce7d60c1cc0b82d" dmcf-pid="zgkfhNu5eV" dmcf-ptype="general">중력상수는 두 물체 사이에 중력이 얼마나 강하게 작용하는지를 나타내는 수치다. 1798년부터 측정이 시도됐지만 아직도 정확한 값은 불확실하다. 중력이 '전자기력'이나 원자핵에서 양성자와 중성자 사이에 작용하는 '핵력'보다 수조 배나 약해 측정 자체가 까다로운 데다 주변의 다른 중력 영향을 완전히 차단하는 것이 불가능하기 때문이다. 어떤 실험실에서 측정해도 미세하게 다른 값이 나오는 탓에 물리학의 기본 상수 가운데 가장 부정확하게 알려진 값으로 남아 있다.</p> <p contents-hash="33ced103ed066b72bb45c3c12d868b99996d38d1260c6444d8d4d2665cd35d0f" dmcf-pid="qaE4lj71J2" dmcf-ptype="general">NIST 연구팀의 이번 실험은 2013년 프랑스 국제도량형국(BIPM)이 발표한 측정값이 다른 결과들과 크게 달랐던 것을 계기로 시작됐다. 2014년 NIST에서 열린 긴급 회의에서 각국 연구자들이 모여 대책을 논의했고 BIPM의 실험 장비를 통째로 대서양을 건너 미국으로 옮겨 재현 실험을 진행하기로 했다. 장비는 2016년 NIST로 이송됐다.</p> <p contents-hash="cef9154d806c0ae0615d0ab6dbb93128f9034fa7f49db04f6401959bad16987c" dmcf-pid="BJabmnFYM9" dmcf-ptype="general">연구팀은 중력상수를 측정하기 위해 두 무거운 물체를 가까이 놓고 사이에 작용하는 중력이 막대를 얼마나 비트는지 재는 방식을 사용했다. 연구자가 자신도 모르게 원하는 방향으로 결과를 해석하는 것을 막기 위해 외부 연구자가 몰래 임의의 값을 더해두고 실험이 끝난 뒤에야 빼는 방법도 함께 사용했다.</p> <p contents-hash="76b519cac0ffa299d1ac9cf068a030bfdd4e21b41c3a5cfcb29a3c790a615871" dmcf-pid="biNKsL3GdK" dmcf-ptype="general">연구팀이 도출한 값은 6.67387×10⁻¹¹ 제곱미터세제곱킬로그램당초제곱(m³kg⁻¹s⁻², 1킬로그램짜리 물체 두 개를 1미터 간격으로 놓았을 때 서로 끌어당기는 힘)으로 BIPM이 2013년 측정한 값과 0.0235% 차이가 났고 국제 공인값보다 낮았다. 작아 보이는 차이지만 중력상수처럼 극도로 정밀한 측정이 요구되는 영역에서 0.02% 차이는 결코 무시할 수 없는 수준이다. 각 측정의 오차 범위 끝부분이 간신히 맞닿는 수준으로 사실상 일치하지 않는다고 봐도 무방하다.</p> <p contents-hash="aa93f4a864cc89a73f1a23f066b175e5116bba5a05f6b47c310054b5cadd00d1" dmcf-pid="Knj9Oo0HMb" dmcf-ptype="general">연구팀은 오차의 원인으로 BIPM의 실험에서 사용한 구리 덩어리의 형태가 충분히 정밀하지 않았던 점과 용기 안의 기체 압력이 미치는 힘이 계산에 빠져 있었다는 점을 꼽았다.</p> <p contents-hash="e405225059c90e2cc27c1b7ae315a6edf25df6716b858f4d4b8a035c06db3029" dmcf-pid="9LA2IgpXJB" dmcf-ptype="general">연구팀은 중력상수는 현재 행성 운동 계산 등 실제 응용에서 직접 쓰이는 경우가 드물지만 이론 물리학이 발전해 중력 상수를 이론적으로 예측할 수 있게 된다면 비교할 실험값이 필수적이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="e753d6692b5ffaac7844d29bf2bcefda7ea4b93a255b10e9db394b543f29d7d8" dmcf-pid="2ocVCaUZLq" dmcf-ptype="general">슐라밍어 연구원은 "인간이 중력상수를 반드시 측정할 수 있어야 한다"고 강조하면서도 "지난 10년이 감정적으로 롤러코스터 같았다"며 본인은 더 이상 중력상수 실험에 뛰어들지 않겠다고 밝혔다. </p> <p contents-hash="30d956d6e2932bab34b0133e97bb18adfe4e6460eee66fa604cc065e9884eeb5" dmcf-pid="VgkfhNu5dz" dmcf-ptype="general"><참고> <br> DOI 10.1088/1681-7575/ae570f</p> <p contents-hash="dea55b0037b314c51fc48e0ba0542366a89f0857018b4c91a59cc50108fef0f3" dmcf-pid="faE4lj71d7" dmcf-ptype="general">[임정우 기자 jjwl@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 “하고 싶은 거 다 하세요”…‘21세기 대군부인’ 로맨틱 요트 씬 최고 시청률 04-26 다음 쇠약해지는 ‘지천명’ 보이저 1호…관측장비 또 하나 꺼졌다 04-26 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
