과학자들은 역사상 가장 작은 중력을 감지하는데 성공했습니다.

중력은 알려져 있는 자연계의 모든 힘 중에서 가장 약한 힘입니다.

 

하지만 반대로 우리가 일상 생활에서 가장 강하게 느낄 수 있는 힘이기도 하죠.

 

우리가 던진 공이나 떨어뜨린 물건은 중력에 의해 반드시 아래쪽으로 떨어지게 됩니다.

 

과거에는 중력이 행성과 같은 거대한 천체에 의해서만 만들어지는 힘인 것으로 알려져 있었습니다.

 

하지만 최근에 실험 결과는 아무리 작은 물질이라도 각자의 중력을 가질 수 있다는 점을 우리에게 보여주었습니다.

 

한마디로 여러분들 주변에 있는 모든 물건들은 자체적으로 중력을 가지고 있다는 겁니다.

 

 

 

이 세상에는 총 4가지의 힘이 존재하고 있습니다.

 

그 4가지의 힘은 바로 강력, 전자기력, 약력 그리고 중력입니다.

 

여기서 강력, 전자기력, 약력은 지금의 표준 물리학으로 충분히 설명할 수 있습니다.

 

하지만 중력은 현대의 물리학으로 설명하기에 조금 역부족이라고 할 수 있죠.

 

 

물론 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로도 대부분의 중력 현상을 설명할 수는 있습니다.

 

하지만 미시 세계로 내려가면 얘기가 달라지게 되는데요. 상대성 이론도 이곳에서는 결국 무너지기 때문입니다.

 

즉 우리의 물리학으로는 미시 세계에서 이루어지는 중력을 전혀 설명할 수가 없다는 겁니다.

 

이는 블랙홀 중심에 있는 특이점을 이해하거나, 중력이 다른 힘들보다 약한 이유를 이해하는데 더욱 어렵게 만들고 있죠.

 

미시 세계에서 일어나는 중력을 이해할 수만 있다면 우리는 중력의 비밀에 한걸음 더 다가설 수 있게 될 겁니다.

 

하지만 우리는 아직 미시 세계에서 일어나는 중력을 관찰할 수가 없습니다. 

 

대신 과학자들은 아주 작은 물체 사이에서도 중력 작용이 일어나고 있는지에 대해서 실험을 해보기로 했습니다.

 

먼저 과학자들은 2mm의 크기와 90mg의 무게를 가진 두 개의 작은 금속 구슬을 준비했습니다.

 

그리고 40mm 길이의 유리 막대를 가져와 양쪽 끝에 구슬을 하나씩 연결하여 고정시켰죠.

 

이때 왼쪽에 연결된 구슬은 중력을 테스트 하기 위해서, 오른쪽에 연결된 구슬은 수평을 맞추기 위해 연결되었습니다.

 

그 다음 실리카(이산화규소)로 이루어진 와이어를 유리 막대 가운데에 연결하여 공중에 매달았습니다.

 

또한 유리 막대 중심의 아래쪽에는 작은 거울이 하나 설치되었는데요.

 

이 거울은 앞쪽에서 지속적으로 발사되는 레이저를 반사하는 역할을 하게 됩니다.

 

마지막으로 왼쪽 구슬의 앞쪽에는 전자기장을 비롯해 물질간의 다양한 상호 작용을 차단할 수 있는 막이(페러데이 실드) 설치되었습니다.

 

이렇게 만들어진 실험 장치는 진공으로 이루어져 있는 상자(챔버)에 넣어져 외부의 영향으로부터 완전히 차단되었습니다.

 

 

 

 

자, 이제 모든 실험 준비가 완료되었습니다.

 

과연 이렇게 작은 물체에서도 중력 작용이 관측될 수 있을까요?

 

과학자들은 세 번째 구슬을 유리 막대 왼쪽에 연결된 구슬쪽으로 천천히 이동시켰습니다.

 

그러자 유리 막대에 설치된 거울에서 반사되고 있던 레이저가 아주 미세하게 틀어지기 시작했습니다.

 

이때 반사되는 레이저의 비틀림은 몇 백만 분의 1수준으로 너무 미세해서 과학자들의 눈에는 전혀 보이지 않았죠.

 

하지만 주변에 설치된 관측 장비는 분명히 레이저의 비틀림을 감지하고 있었습니다.

 

즉, 두 구슬 사이에서 일어난 중력 상호 작용에 의해 유리 막대가 미세하게 움직여 반사된 레이저를 비틀고 있었던 겁니다.

 

이러한 결과는 이 작은 구슬 사이에서도 명백히 중력 작용(중력장)이 일어나고 있음을 말해주고 있었습니다.

 

또한 미시 세계에서도 얼마든지 이러한 중력 작용이 일어날 수 있음을 간접적으로 보여주는 결과였습니다.

 

앞으로 과학자들은 이보다 1000배 정도 더 작은 물질을 이용해 중력을 실험할 계획인데요.

 

이렇게 한걸음씩 다가가다 보면 언젠가 우리는 미시 세계에서 일어나는 중력 작용을 관측할 수 있게 될 겁니다.

 

이를 통해 우리는 물질이 중력을 통해 상호 작용하는 완전히 새로운 방식, 즉 미시 세계에서 이루어지는 그들만의 기괴한 규칙을 드디어 이해할 수 있게 될 겁니다.

 

그때가 되면 우리는 지금까지 비워져 있던 우주라는 퍼즐의 빈공간을 하나씩 메울 수 있게 될 겁니다.

 

 

 

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