모든 저울의 어머니 ‘1㎏ 표준기’ 50㎍ 감소 내 몸무게도 줄어들까

우리의 몸무게는 그동안 알고 있던 것보다 조금 더 나갈 수도 있다. 같은 돈을 내고 쌀을 조금 더 받았을 수도 있고, 아파트를 지으면서 콘크리트가 조금 더 들어갔을 수도 있다.

대전 한국표준과학연구원에 보관된 한국 1㎏ 표준원기. 국제 표준원기와 동일한 소재인 백금과 이리듐의 합금이며, 크기와 질량도 같게 고안됐다.1993년 국제도량형국에서 제작됐다. 현재는 국제 표준원기에 비해 50㎍가량 무거울 것으로 추정된다.
표준과학연구원 제공

저울이 고장났거나 눈금을 잘못 읽었기 때문이 아니라 질량의 표준이 되는 국제 질량 표준장치의 무게가 줄어들었기 때문이다. 미터법 단위의 표준을 관장하는 국제도량형국(IBWM)은 최근 프랑스에 보관해온 무게 1㎏의 원통형 표준기 원본이 지난 118년간 50㎍(마이크로그램) 감소했다고 발표했다. 리처드 데이비스 질량국장은 “비슷한 시기에 같은 재료로 만들어진 12개의 복사판 표준기와 비교해본 결과 원본만 질량이 줄어든 것으로 확인됐다.”고 밝혔다.

1889년 백금과 이리듐 합금으로 제작된 지름·높이 3.9㎝의 이 장치는 1㎏이라는 질량의 기준이 된다는 점에서 전세계 모든 저울의 어머니나 마찬가지다.50㎍은 일상생활에서 느낄 수도 없지만 세밀한 실험이나 약품 제조 등에는 영향을 미칠 수 있다. 무엇보다 IBWM이 ‘규정상 원본이 1㎏의 표준’이라고 밝히고 있고, 무게가 달라진 것이 최근의 일인 것으로 분석되는 만큼 1993년 원본과 동일하게 만들어진 우리나라의 표준기와 이를 기준으로 만들어진 모든 제품들은 엄밀하게 말하면 ‘엉터리’인 셈이다.

아직까지 표준기의 무게가 달라진 원인은 알려지지 않고 있다.IBWM측은 “13개의 표준기 중 원본만 질량이 달라졌다는 점은 미스터리”라며 “보관 환경이나 외부적인 자극이 영향을 미쳤을 가능성에 대해 검토 중”이라고 밝혔다.

과학자들은 이번 사태가 질량을 나타내는 표준의 정의를 바꾸고자 하는 세계적 움직임을 가속화시킬 것으로 보고 있다.IBWM이 규정하고 있는 시간(초), 길이(미터), 전류(암페어), 열역학적온도(켈빈), 물질양(몰), 광도(칸델라) 등 나머지 6개 단위는 언제든지 표준을 만들 수 있는 자연적인 값이 정의돼 있지만, 질량(킬로그램) 만큼은 ‘원기를 질량의 단위로 한다.’는 점만 명시돼 있다. 한국표준과학연구원 박승남 연구부장은 “최근 몇 년 사이에 질량을 나타내는 기준을 새로 정하자는 움직임이 국제적으로 활발하다.”면서 “오는 11월 파리에서 열리는 도량형 관련 회의에서 각국이 연구해온 표준을 공유하고 의견을 나눌 가능성이 크다.”고 밝혔다.



지금까지 새로운 질량의 표준으로는 실리콘, 금 등 특정 원소의 원자 수를 기준으로 하거나 완벽한 공 모양으로 현재와 같은 1㎏ 실리콘 결정체를 만들어 그 안에 있는 원자 수를 표준으로 삼는 방법이 검토돼 왔다. 그러나 실리콘의 순수성을 담보하기 힘들다는 문제 때문에 최근 들어 전자 사이의 전자기력을 측정단위로 사용하는 와트 저울(Watt balance)을 활용하는 방안이 강력한 대안으로 급부상하고 있다. 박 연구부장은 “질량 표준이 바뀌더라도 전세계적인 연속성을 감안해, 현재 킬로그램 체계에 맞춰 정의하게 될 것”이라며 “생활에 미치는 영향은 없고, 연구 분야에서만 알 수 있는 변화가 될 것으로 본다.”고 말했다.

박건형기자