국내 과학자가 대기 중 공기의 무게가 지금까지알려진 것보다 더 무겁다는 사실을 밝혀냈다.
한국표준과학연구원 김진석 박사팀은 지금까지 공기의 농도가 질소 78%, 산소 21%, 이산화탄소 0.04%, 아르곤 0.917% 등으로 알려져 있었지만 정밀 가스질량분석기를 이용해 측정한 결과 아르곤 농도가 실제는 0.9332%로 기존에 알려진 공기의 총무게보다 0.01% 가량 더 나가는 것으로 나타났다고 30일 밝혔다.
공기의 주성분 가운데 하나인 아르곤의 농도는 지난 69년 미국의 표준기관(NIST)에서 측정한 결과를 지금까지 그대로 인용해왔다.
아르곤 농도 측정은 고압 용기에서 각 가스들의 무게가 정확히 측정된 합성공기와 안면도 한국지구대기감시관측소(기상청 소속), 미국 해양기상청(NOAA) 등 두 곳에서 채취한 자연공기를 비교하는 방식으로 이뤄졌다.
이번 연구결과는 측정분야 국제 권위지인 `메트롤로지아(Metrologia)' 12월호에실렸는데 35년만에 새롭게 아르곤의 농도를 밝힌 점을 인정받아 `이달의 논문'으로선정됐다.
김 박사팀은 이 논문에서 새롭게 정의된 공기의 무게에 따라 대기 중 표준분동(standard test weight) 1kg이 받는 공기의 부력을 정확히 계산해 진공상태에서 측정한 것과 같은 결과를 이끌어 낼 수 있다는 사실을 증명했다.
논문에 따르면 물체가 물에 뜨는 현상과 마찬가지로 모든 물체는 대기 중에서공기의 부력을 받는데 진공 상태에서 1kg으로 정확히 측정된 쇠와 솜을 대기 중에서측정한다면 솜은 부피가 크기 때문에 공기의 부력을 많이 받아 쇠보다 가벼워진다.
물체는 공기가 무거울수록 부력을 많이 받고 실제 질량보다 적게 측정된다는 게연구팀의 설명이다.
김 박사는 "공기의 전체 무게가 0.01% 더 무겁다면 스테인리스강 1kg의 무게는15마이크로그램(100만분의 1그램. 기호는 ㎍)이 가벼워진다"면서 "이는 새롭게 밝혀진 공기의 무게로 스테인리스강 1kg에 숨어 있던 15마이크로그램을 찾은 것"이라고말했다.
그는 "이 같은 논리는 사람의 몸무게에도 똑같이 적용되는데 신체의 70%가 물로구성된 사람들은 스테인리스강보다 부력을 8배 가량 더 많이 받기 때문에 추가되는질량도 그에 비해 8배 더 크다"면서 "가령 몸무게가 100kg인 사람은 0.012g을 더 추가해야 정확한 실제 질량을 측정할 수 있다"고 설명했다.
(서울=연합뉴스) 김길원기자
