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가열되는 「회전물체 무게 감소」논쟁

상온핵융합에 이은 물리학계의 핫이슈

기존의 중력이론과 배치되는 실험결과가 발표된 이후 물리학계는 새로운 논쟁에 휩싸이고 있다.

회전하는 물체의 무게는 줄어드는가. 물리학계는 상온핵융합의 논쟁에 이어 또한번 소용돌이 속에 휘말리고 있다. 만약에 회전하는 물체의 무게가 줄어든다면, 아시모프의 표현처럼 로켓을 쏘지 않고 우주선을 띄울 수 있고 미확인 비행물체인 UFO의 날아가는 원리를 밝혀낼 수도 있다.

지난해말 일본 도호쿠(東北) 대학의 하야사카 박사와 다케우치 박사는 자이로스코프를 진공속에서 우회전시켰을 때 미세하나마 회전체의 무게가 줄어든다는 실험결과(좌회전은 전혀 무게가 줄지않음)를 발표해 세계물리학계에 파문을 던졌다.

만약 이 실험결과가 정확한 것이라면 중력이론은 수정될 수밖에 없다. 자이로스코프는 어떤 형태든지 반중력을 발전시켰을 것이다. 헬리콥터의 프로펠러는 회전함으로써, 공기역학적인 원리를 이용해 공기중에서 부상하지만, 진공속에서 회전하는 자이로스코프의 무게손실은 지금까지 밝혀진 어떠한 이론으로도 설명이 불가능하다. 더군다나 한 방향으로만 회전시켰을 때 무게감소가 일어난다는 것은 있을 수 없는 일이라는 게 물리학자들의 견해.

당연히 추가실험이 세계 각국에서 실시됐고 현재도 진행중이다. 그러나 현재까지 실시된 실험결과는 이를 밑받침해주지 못하고 있다.
하야사카박사팀의 발표가 있은지 1개월 반만에 미국 콜로라도대학의 팔러박사팀은 추가실험결과를 발표했다(피지컬 리뷰 레터즈, 1990년 2월 19일자). 이에 따르면 로터(회전자)의 중력을 2.5배로 해도 의미있는 무게감소는 없었으며 우회전과 좌회전의 중력차는 얻을 수 없었다는 것이다.

서로 다른 조건에서 실험

팔러 박사팀의 실험이 하야사카 박사팀의 실험과 다른 점은 최대회전수를 약 반으로 줄인 대신에 로터의 무게를 2.5배로 했으며, 로터를 회전시키는 방법으로 질소가스를 분사시켰다. 때문에 로터를 완전 진공하에서 회전시키는 조건은 만족 시키지 못했다. 그러나 도호쿠대학 실험에서는 전기력으로 모터를 회전시켰기 때문에 미세한 선이 로터에 연결될 수밖에 없어 질량측정을 완전한 고립계에서 측정하지 못한 반면에 콜로라도대학 실험에서는 완전한고립계에서 질량측정을 했다는 점이 있다.

팔러 박사는 "콜로라도대학의 로터 무게는 도호쿠대학에 배해 2.5배이기 때문에 35배의 질량변화 검출감도가 있다. 그럼에도 우회전을 해도 좌회전을 해도 중량변화는 검출되지 않았다"고 밝혔다.

하야사카 박사의 반론도 만만치 않다. "콜로라도대학 실험의 최대 결점은 로터가 속해있는 계(系)를 완전 진공으로 만들지 못했다는 것이다. 진공정도가 나쁘면 우와 좌의 회전에서 중량차이가 나타나지 않는 것을 확인했다고"고 하야사카박사는 말했다. 뉴턴역학의 상식으로 봐도 공기가 있는 곳에서의 폐쇄된 계의 중량은 변하지 않는다.

현재 미국의 여러 연구소에서는 유사한 실험이 계속되고 있다. 이들의 실험결과가 나오면 이 논쟁에 대한 판단의 근거를 어느 정도 확신할 수 있을 것이다.

회전하는 물체의 무게감소는 아이슈타인도 가능성을 예측했고 리니어모터카를 발명한 에릭도 70년대에 자이로스코프의 특수성에 대한 수많은 보고서를 냈다, 하야사카도 수년동안 이 연구에 매달렸다. 그결과 세계의 물리학자들은 이 문제에 대해 진지한 자세로 임하고 있는 것이다. 자연의 은폐된 모습을 파헤쳐 새로운 패러다임을 제시하려는 자세가 바로 과학자들의 본모습인 것이다.
 

회전하는 자이로스코프와 이를 우회전시켰을 때 무게가 감소한다고 발표한 하야시카 박사
 

1990년 05월 과학동아 정보

  • 동아일보사 편집부

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