‘불변의 단위’ 시대 열린다…1kg 130년만에 재정의

[세종=이데일리 김형욱 기자] 1킬로그램(㎏)을 규정하는 정의가 130년만에 바뀐다. 100만분의 1g 수준의 오차를 바로잡기 위해서다. 일상생활에 영향은 없으나 인류가 첨단과학기술 기틀을 단단히 다지는 계기가 될 전망이다.

산업통상자원부 소속기관인 국가기술표준원(국표원)은 이처럼 국가표준기본법 시행령을 개정하고 ‘세계측정의 날’인 5월20일부터 시행한다고 19일 밝혔다.

국제사회는 지난해 11월 국제도량형총회(CGPM)에서 7개 기본 국제단위(SI) 중 ㎏(무게)과 암페어(A·전류), 켈빈(K·온도), 몰(mol·물질의 양)의 4개 기준을 재정의하고 5월20일부터 공식 사용키로 했다. 국표원도 이 같은 국제사회의 결정에 따라 국내 이해관계자 의견을 수렴하는 공청회를 열고 관련 법령을 개정했다.

국제사회는 1889년 1㎏을 백금과 이리듐의 합금인 ‘국제킬로그램원기’의 무게로 정의하고 130년 동안 이를 무게의 기본 단위로 삼아 왔다. 그러나 세월이 지나면서 이 합금의 무게에 수십 마이크로그램(㎍·100만분의 1g)의 오차가 생겼다는 걸 확인했다.

자연스레 탄소의 질량(㎏)을 바탕으로 한 물질의 양(mol) 역시 미세한 오차가 생겼다. 국제도량형총회는 인공물로 만든 정의는 언젠가는 바뀐다는 판단에 플랑크 상수를 활용해 1㎏을 불변의 단위로 재정의했다.

켈빈(K) 역시 기존에 사용하는 물의 삼중점이 동위원소의 비율에 따라 달라지며 불안정해지는 문제가 있다며 볼츠만 상수로 새로이 정의했다. 암페어(A)의 정의 중에서도 ‘무한히 길고 무시할 수 있을 만큼’이란 모호한 표현을 빼고 옴의 법칙(전류=전압/저항)을 쓴 간접 방법으로 구현한 기본 전하를 새 기준점으로 삼았다. 물질의 양(mol) 역시 아보가드로 상수를 이용해 새로이 적용했다. 이로써 국제단위계를 구성하는 7개 기본단위는 모두 불변의 방식으로 정의할 수 있게 됐다.

초(s·시간), 미터(m·길이), 칸델라(cd·광도) 등 나머지 3개는 이미 앞선 국제도량형총회에서 불변의 기준으로 새로이 정의됐었다. m의 기준은 1983년 인공물인 국제미터원기에서 진공에서의 빛의 속도(c)을 기준으로 새로이 정의했다. 초는 1967년 세슘 전이 주파수를 기준으로, 칸델라는 1979년 단색광 시감효능을 활용해 각각 새로이 정의했다.

이승우 국표원장은 “첨단과학기술의 기틀인 기본 단위의 재정의는 과학기술인에게 소중한 결실”이라며 “일상생활에서 직접 느끼는 변화는 아니지만 국내 첨단산업의 발전으로 이어져 국가경쟁력 강화와 국민복지 향상에 도움을 줄 수 있기를 기대한다”고 전했다.

국제단위계(SI) 7개 기본단위를 정의하는 상수. 국가기술표준원 제공