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물리학의 제5의 힘 발견

뉴튼의 중력의 법칙은 고쳐질지도

지금까지 알려진 자연계의 4가지 힘에 더하여 중력과는 반대방향으로 작용하는 제5의 힘이 존재할지도 모른다는 사실이 지난 1월 미국'퍼듀'대학의 '피쉬바하'에 의해 밝혀졌다.
 

'하이퍼 차지'라고 명명된 이 힘은 중력보다는 약하고 1백 80m이내의 어떤 물체에도 작용하는데, 한 물체의 양자와 중성자가 다른 물체의 양자와 중성자를 밀침으로써 생긴다.
 

예를 들면 많은 수의 양자와 중성자를 갖는 쇠공은 그 수가 적은 물방울보다 지구(땅표면)로부터 더 많이 밀쳐질 것이다. 따라서 물방울은 쇠공보다 빨리 땅에 떨어진다.
 

지표면의 중력이 호주의 깊은 광산 속에서의 중력보다 1%(물리학적으로 볼 때 엄청나게 큰 편차임)나 작다는 관찰을 바탕으로 한 이 이론은, 모든 물체는 조성이나 무게와 관계 없이 똑같은 가속도로 땅에 떨어진다는 '피사'의 사탑에서의 '갈릴레오'의 실험과 오늘날 우주선을 쏘아올릴때의 계산에도 이용되는 '뉴튼'의 만유인력 이론을 모두 뒤엎는 것이다.
 

이런 혁명적인 이론에 대해서 물리학계는 보다 많은 실험이 필요하다는 조심스런 입장을 취하고 있다. 이에 '피쉬바하'는 다른 조성의 물질이 다른 가속도로 떨어지는 지를 확인하기 위해 최신의 정밀기계를 써서 '갈릴레오'의 실험을 되풀이 하자고 제안하고 있다.
 

만일 이 이론이 옳다면, 그리고 다른 힘의 경우와 같이(중력의 경우는 아직 미검출) 힘을 담지하는 입자가 있다면 우주의 미래는 달라질 것이다. 이 입자가 우주의 질량에 더해진다면 종국적으로 우주는 팽창을 멈추고 수축하여 모든 것의 출발인 '대폭발'로 되돌아 갈지도 모르기 때문이다.

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1986년 02월 과학동아 정보

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