5월의 작은 선인장

지난 2차 세계 대전. 당시 독일은 MG42라는 기관총으로 연합군 전사자의 절반을 희생시켰다. 사격할 때 전기톱과 비슷한 소리가 났기 때문에 연합군 병사들이 ‘히틀러의 기계톱’이라는 별명까지 붙였던 정도. 이에 미국은 이 기관총을 몰래 복제해서 미군에 보급하려고 연구를 시작했다. 그러나 오발과 미작동의 연속. 결국 기관총 복제 프로젝트는 실패로 돌아갔다.

지난 90년대 말. 미국 NASA가 지난 1999년 쏘아올린 화성기후 탐사위성은 그해 9월 화성 대기권 근처에서 너무 낮은 고도로 비행하다가 결국 화성 대기권에 부딪혀 파괴돼 추락했다. 이 같은 실패들이 왜 일어났을까? 바로 도량형의 혼선에서 비롯됐다.

현재 세계적으로 통용되는 도량형인 ‘국제 표준인 미터법’이 등장한 것은 1790년. 당시 프랑스에서는 자, 저울, 되 등과 같은 도량형이 정확치 못해 사람들은 토지면적을 속여 세금을 적게 내고, 물건을 사고 팔 때 남을 속였다. 1789년 프랑스 대혁명 이후 혁명정부는 “미래에도 변치 않을 도량형 기준을 만들자”는 목표로 프랑스 과학아카데미에 과제를 주었다. 이들은 이듬해 적도에서 북극까지의 같은 경도상의 거리(또는 자오선)를 구한 후 그 거리의 천만 분의 1을 ‘1m’로 정의했다. 또한 1,000㎤의 부피를 ‘1리터’라 했으며 무게단위 1kg은 섭씨 4도에서 물 1리터의 질량으로 정했다.

이 통일 척도가 통용하는 데에는 오랜 세월이 걸렸다. 프랑스에서 조차 보급이 순조롭지 않아 1840년에 강제 집행할 정도였다. 마침내 1875년 5월 프랑스 등 17개국이 국제도량형국(IBWM: International Bureau of Weights and Measures)의 조직과 함께 국제미터조약을 체결함으로써 미터법이 국제단위(SI단위) 체계로 인정받게 됐다(우리나라는 1959년 가입).

이후 측정 기술발달과 함께 단위의 정의를 바꿔나갔다. 1kg은 물의 질량을 정밀하게 측정하기 어렵기 때문에 국제도량위원회는 1889년 21.5g/㎤인 백금(90%)과 이리듐(10%)의 합금으로 만든 지름과 높이가 각각 39mm인 1kg짜리 실린더 모양의 국제 원기(표준기)를 만들어 1kg의 기준으로 삼았다. 1m 역시 수차례 수정을 거쳐 지난 1983년 “미터는 빛이 진공에서 1/299792458초 동안 진행한 경로의 길이”라고 새로 정의했다. 국제도량형국은 온도, 전류, 광도 등 각 분야 척도의 표준화 작업도 계속 진행했다.

한편 이 미터법의 확산에도 불구하고 영국은 프랑스 미터법보다 500여년이나 앞선 1215년 ‘대헌장’에서 규정한 피트, 온스 등을 현재까지 주요 척도로 사용하고 있다.

길이 단위인 인치·피트·야트 등의 단위는 메소포타미아 원산의 인체를 기준으로 나온 척도다. 인치는 원래 엄지손가락의 폭을 기준으로 삼았는데 현대에 1인치는 2.54cm로 규정돼 있다. 피트는 사람의 발길이인데 1피트가 30.48cm인 점을 감안하면 옛날 사람들의 발이 상당히 컸거나 신발을 신고 측정한 단위라는 주장이 있다. 야드는 뻗은 팔의 손끝에서 얼굴의 코 중심까지 길이이다. 현재 1야드는 91.438cm이다. 마일은 로마에서 사용하던 거리의 단위다. 당시 마일은 보통 걸음으로 1,000보를 걸으면 1마일로 쳤으며 현재는 1,609.3m로 정하고 있다.

무게 단위인 온스는 ‘로마피트’를 가리키는 운시아(uncia, 1/12을 뜻함)에 그 어원을 두고 있다. 당시 1로마피트 값을 물리적으로 나타낸 표준자는 1로마파운드 구리막대이고 이것을 다시 운시아라고 하는 12개의 균등한 눈금으로 나누었다. 중세 유럽 상인들은 이같은 어원에 기원을 둔 계량제도를 창안했으며, 여기서 16온스는 1파운드로 정의됐다.

결국 이와 같은 미터법과 영국식 단위의 차이가 2차 세계 대전 당시 미국의 ‘히틀러의 기계톱’ 복제 실패와 화성탐사 위성 실패를 가져온 것이다. 즉 미국은 독일제 기관총을 복제하면서 센티미터를 영국식 단위인 ‘인치’로 환산하지 않거나 혼용했다. 또한 화성탐사위성의 경우 우주선 제작사는 미터법을 쓴 반면 조종팀은 인치를 적용해 계산착오가 생겨 예상보다 낮은 궤도로 비행해 화성 대기권에 충돌한 것이다. 이 사례들은 도량형의 표준이 얼마나 중요한지 보여준다.

결국 미터법이 계속 확산되면서 미국은 지금으로부터 110 여년 전인 1893년, 영국도 지난 2000년 각각 미터법 회원국이 됐다. 그럼에도 영국은 자신들이 만든 도량형을 그대로 유지하고 있고, 영국 청도교가 세운 나라 ‘미국’ 역시 피트, 파운드 등이 주요 통용 단위다. 또한 미식축구, 골프 등 미국이나 영국(스코틀랜드) 등이 원조로 알려진 스포츠에도 여전히 피트, 야드 등이 사용되고 있다.

다만 국제교역이 확대되면서 두 나라가 이 관습을 뛰어넘어 미터법 확산에 노력하고 있다. 유럽연합을 기점으로 미터단위가 아닌 제품의 수입을 금지하는 나라가 점차 확산되고 있기 때문. 따라서 향후 국제사회 교류가 더욱 활발해짐에 따라 이들 두 나라가 자국 내에서 미터법 적용 범위를 얼마나 넓혀갈 지 궁금해진다. (글 : 서현교 과학칼럼니스트)

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구글에 있는 오늘의 NASA 사진을 살펴보니 재미있는 사진이 올라왔더군요.

1999.11에 허블 우주망원경으로 찍은 오리온자리 근처의 반사성운인 NGC1999라는 성운이라고 합니다.
재미있게 생겼죠? 꼭 열쇠구멍같은....

전 이런 사진을 볼때마다 옛날에 봤던 어떤 사진을 떠올립니다.
망원경으로 천국의 사진이 찍혔다는 사이비종교의 전단물의 그 사진....
하나님께서 이미 천국을 준비해 두고 계신다나요???

그 전단지를 돌린 사람들은 알까요?
만약 그 사진이 진짜라고 하더라도 그 사진에 찍힌 건물들 하나하나의 크기가 태양계보다 훨씬 더 클거라는 사실...
따라서 거기에 살려면 사람보다 수천억^[각주:1] 배는 더 큰 사람이어야 한다는 것을.....

원문은 이렇습니다.

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일찌기 요하네스 케플러는 그의 스승(?) 티코 브라헤의 수십년간의 관측자료를 물려받아서 태양계에서 행성들이 움직이는 원리 3가지를 발견하게 된다.


1번은 각종 천체는 타원궤도를 따라 움직이며, 타원궤도의 두 촛점중 한 촛점에 태양이 위치한다는 법칙이다.
2번은 각운동량 보존 법칙의 다른 표현이며, 이를 연구해서 뉴튼이 각운동량 보존의 법칙으로 확장한 바 있다.
3번은 주기와 공전반지름의 관계를 기술한 것으로, 공전반지름은 타원의 장축의 길이를 뜻한다.

그런데 최근의 sciencetimes에 올라왔다는 태양계의 그림을 보면......

위 그림은 정말 멋진 그림인가??

위 그림으로 케플러의 2,3법칙을 알 수는 없으니까 1법칙만 따져보자.
명왕성의 궤도는 타원의 이심율(찌그러진 정도)이 크기 때문에 명왕성 궤도의 안쪽까지 침범한 모습이 확실하게 볼 수 있다. 그런데 위의 그림을 보고 부자연스럽다고 느끼는 것은 나뿐일까? 1법칙에 의하면 타원의 한 촛점에 태양이 있어야 하는 것이지 타원의 한 복판에 태양이 있어야 하는 것이 아니다. 따라서 명왕성의 궤도 한 복판에 태양이 위치하는 위의 그림은 완전히 뻥이다.

위의 그림이 올라왔던 원조는 sciencetimes가 아니라 nasa라고 알고 있다. 또한 그래서 여기저기에서 많이 사용된듯 하고, 어제 밤에는 MBC의 12시 뉴스에서 명왕성의 행성지위 박탈과 관련한 기사가 나올 때에도 위의 그림과 동일한 플래쉬 동영상이 나왔었다. 그리고 오늘 보니 블로거 Rock'n cloud 님께서도 자신의 글에서 위의 이미지를 사용하셨다.
Rock'n cloud님이야 과학과는 관련없는 블로그를 운영하시는 한 블로거로서 글을 작성하기 위해서 사용한 것으로 큰 문제는 없지만, 위의 이미지를 사용한 플래쉬를 뉴스 화면에 뿌려준 MBC는 뭐란 말인가? 더군다나 MBC에 인터뷰한 충북대 물리학과 한정호 교수님은 뭐란 말인가? (한정호 교수님은 방송 전에 위의 플래쉬를 확인하지 못하셨을 가능성이 높다.)

아마 위의 이미지가 공신력있는 곳에서 그려졌기 때문에 너도나도 아무런 비판과 의심없이 여기저기에 사용되고 있는듯 하다. 아무리 그래도 여러 언론들이 너무 생각없는 것 같다.

ps. 충북대 물리학과 한정호 교수가 천체에 관련된 기사에 왜 인터뷰를 했을까 하고 궁금해 했었는데, 검색해 보니 중력렌즈 효과를 이용한 외계 행성 검출이라는 업적을 얼마전에 발표하신 분이셨더군요. 이에 관련한 글을 작성하려고 준비하고 있었는데....... 뭐 언젠가는 저도 작성하게 되겠지요. ^^

ps. dwarf planet을 '왜행성'으로 번역들 하시는데, '난장이행성'으로 번역하시는 것이 옳다고 보입니다. dwarf star도 '왜성'에서 '난장이별'로 표준어를 바꾸려고 하는 마당에 새로 생기는 용어를 왜 하필 왜풍으로 만들까요?

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