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2월에 또 하나의 놀라운 과학적 발견이 잘못된 경종임이 드러났다.

그것은 과학에서 때때로 일어난다. 우주의 어떤 측면에 관한 근본적 견해를 바꾸라고 위협하는 일이 일어난다. 상당한 선전이 있은 뒤 다른 과학자들이 그 문제를 조사한다. 그리고 그 위협은 무너진다.

지난 몇해 사이의 이와 같은 가장 극적인 사건은 상온핵융합, 곧 간단한 장치를 써서 무한한 에너지를 얻는 전망을 둘러싼 갑작스런 흥분이었다. 물리학자들은 이 목적을 위해 거대한 기계에 수백만달러를 쓴 뒤에도 아직 성공하지 못하고 있다.

상온핵융합 과정은 온 세계에서 연구됐으나 잘못된 경종임이 증명되었다. 발표를 한 두 물리학자들은 너무 서둘렀던 것이다. 그밖의 아무도 그 과정에 의해 상당량의 에너지를 뽑아낼 수 없었다.

얼마전 우주의 "다섯번 째" 힘이 발견되었을 때 또 하나의 잘못된 경종이 터졌다. 우주에는 네가지 알려진 힘들이 있을 뿐이며 그것들은 일어나는 모든 일을 설명하는 것으로 보인다. 그것은 중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력이다.

다섯번째 힘은 매우 이상한 성질을 가졌다고 주장되었다. 그것은 중력보다 약하고 몇 야드의 제한된 거리에서만 나타나며 다른 화학물질에 따라 종류가 다르다고 보고되었다. 만일 이것이 사실이라면 아인슈타인의 일반상대성이론은 뒤집혔을 것이다. 그러나 주의깊은 검증은 이런 다섯번째 힘이 존재하지 않음을 보여 주었다. 이 생각은 막 취소되려 하고 있다.

그 다음 호박 속에 갇힌 작은 공기방울이 몇백만년 전에는 지구의 대기가 오늘날의 20퍼센트가 아닌 30퍼센트의 산소를 포함했음을 보였다는 보고가 있었다. 이것은 사실일 가능성이 없는 것처럼 보인다. 산소가 30퍼센트라면 벼락으로 시작된 산불도 대륙을 휩쓸 것이다. 확실히 더 조사한 결과, 이 보고가 틀렸다는 것이 드러났다.

또 하나의 경우가 있다. 대마젤란성운 속의 1987년의 대초신성은 초당 2천배의 속도로 회전한 중성자성을 만들었다. 이것은 천문학자들을 흥분상태로 몰아 넣었다. 왜냐하면 그들은 그토록 이례적으로 빠른 회전을 설명할 수 없었기 때문이다. 그러나 관찰이 잘못되었다는 것이 판명되었다. 끝내 중성자성은 실제로 보이지 않았던 것이다.

이제 여기 최근의 경우가 있다. 1989년말쯤 두 일본 물리학자 하야사카와 다케우치는 극히 놀라운 것을 보고했다. 그들은 자이로스코프를 빨리 회전하도록 했는데 어떤 조건에서는 자이로스코프가 빨리 회전할수록 무게가 작아진다는 것을 발견했다. 그들이 내린 결론은 자이로스코프가 어떤 형태의 반중력을 발생시켰다는 것이었다.

이것은 그 자체로는 전혀 생각할 수 없는 일은 아니다. 장난감 프로펠러는 선회하는 동안 알려진 공기역학적 힘의 결과로 공기중에서 올라갈 것이다. 그것은 진공중에서는 그렇게 하지 않을 것이다.

그러나 자이로스코프의 경우에는 과학자들은 무엇이 무게를 줄어들게 하는지를 알 수 없었다. 만일 그렇다면 그것은 극히 중요할 것이다. 그것은 로켓을 쏘지 않고 우주공간으로 올라갈 수 있는 새 방법을 보일 것이다.

그러나 이것이 흥분의 이유는 아니었다. 일본 물리학자들은 무게 손실이 자이로스코프가 한 방향으로 회전할 때만 일어난다고 말했다. 그것이 다른 방향으로 회전하면 무게 손실이 없다는 것이었다.

이것은 절대 믿을 수 없는 것으로 보였다. 우주는 일정한 "대칭"의 규칙에 의해 운행된다. 어떤 일이 한 방향으로 일어나면 다른 방향으로도 일어나야 한다. 따라서 태양은 지구가 어디에 있든, 태양의 한쪽 또는 다른쪽, 위 또는 아래에 있는 일정한 거리에서 같은 힘으로 지구를 잡아당긴다. 어떻게 자이로스코프가 한 방향으로 돌 때 한 일을 하고 다른 방향으로 돌 때 다른 일을 할 수 있는가?

당연히 온 세계와 물리학자들이 자이로스코프를 가지고 실험하기 시작했다. 지난 2월 프랑스에서 일하는 두 물리학자 킨과 피카르에 의해 특별히 주의깊은 연구가 보고되었다. 그들은 온도변화, 마찰 또는 다른 외부영향에 의해 달라지지 않을 것을 주의깊게 보증하는 조건 아래 자이로스코프를 분당 최고 8천까지 회전의 속도로 돌렸다.

그들은 자이로스코프가 어떤 방향으로 회전하든 모든 방향에서 똑같이 행동했으며 어떤 조건 아래서든 눈에 띄는 무게 손실이 없었다고 보고했다. 또 하나의 잘못된 경종이다.

이 모든 것은 어떤 놀라운 과학적 발견도 참일 수 없음을 뜻하는가? 전혀 그렇지 않다. 때때로 어떤 과학자는 전혀 뜻하지 않은 것을 제안하며 그것은 정확하다는 것이 판명된다.

2년전 이례적으로 높은 온도에서 초전도성인 물질들이 발견되었다. 그것은 완전히 믿을 수 없는 것처럼 보였으나 참이 되고 말았다.

In February another startling scientific finding was shown to be a false alarm.

That happens occasionally in science. Something turns up that threatens to change the fundamental view of some aspect of the universe. After considerable flack, other scientists investigate the matter-and the threat collapses.

The most spectacular case like this in the last few years was the sudden excitement over cold fusion—the prospect of unlimited energy using simple equipment. After physicists had spent uncounted millions of dollars on huge machines for the purpose, they have not, so far, succeeded. The cold fusion process was investigated worldwide, and it proved a false alarm. the two scientists who made the announcement had been premature. No one else was able to extract significant amounts of energy by the process.

Another false alarm went off some time ago, when a "fifth force" of the universe was discovered. There are only four known forces in the universe and they seem to account for everything that happens. They are gavitations, electromagnetism, strong nuclear and weak nuclear. The fifth force, it was suggested, had very strange properties.

It was reported as weaker than gravitation, made itself felt for only limited distances of a few yards and varied for different chemical substances. If this were so, Einstein's general theory of relativity would have been upset. However, careful testing showed that no such fifth force existed. The idea has just about been dropped.

And then there was the report that tiny bubbles of air trapped in amber showed that millions of years ago, the Earth's atmosphere contained 30 percent oxygen, rather than 20 percent as it does today. This seems unlikely on its face. With 30 percent oxygen, any forest fire started by lightning would sweep a continent. Sure enough, further examination showed that the report was mistaken.

One more case. The great supernova of 1987 in the Greater Magellanic Cloud produced a neutron star that spun at a rate of 2,000 times a second. This put astronomers into a tizzy because they could not account for a spin so unusually rapid. But then it turned out that the observations were mistaken. The neutron star had not actually been seen after all.

Now here's the latest. Toward the end of 1989, two Japanese physicists, H. Hayasaka and S. Takeuchi, reported something absolutely astonishing. They set gyroscopes to spinning rapidly and found that under certain circumstances, the faster the gyroscope spun the less it weighed. What they concluded was that the gyroscope developed some form of anti-gravity.

This, in itself, isn't entirely inconceivable. A toy propeller, while whirling, will lift itself into the air, as a result of known aerodynamic forces. It wouldn't do it in a vacuum.

In the case of the gyroscope, however, scientists couldn't see what would cause the weight to decrease. Still, if it did, it might be supremely important. It might represent a new way of lifting up into space without firing rockets.

This, however, wasn't the real excitement of the report. The Japanese physicists said that the weight loss took place only if the gyroscope spun in one direction. If it spun in the other, there was no weight loss.

This seemed absolutely unbelievable. The universe is run by certain rules of "sy㎜etry." If something happens in one direction, it should happen in another. Thus, the sun would pull at the Earth at a certain distance with the same force, wherever Earth might be, on one side of the sun or the other, or above or below. How could the gyroscope do one thing when spinning in one direction and something else when spinning in the other? Naturally, physicists worldwide began to experiment with gyroscopes. Last February a particularly careful investigation was reported by T. J. Quinn and A. Picard, two physicists working in France. They ran gyroscopes at speeds of up to 8,000 revolutions per minute under conditions that carefully ensured that they would not be affected by temperature changes, friction or other outside influences.

They reported that the gyroscopes behaved alike in all respects, in whatever direction they spun, and that there was no significant weight loss under any condition. Another false alarm.

Does all this mean that no startling scientific finding can possibly be true? Not at all. Every once in a while, some scientist comes up with something totally unexpecteted and it turns out to be accurate.

Thus, a couple of years ago, substances were found which were superconductive at unusually high temperatures. This sounded completely unbelievable, but it turned out to be true.

(C) 1990, Los Angeles Times Syndicate
 

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1990년 05월 과학동아 정보

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