11월 중순경 항공우주학회 Propusion and Power 저널에 공식적으로
EM드라이브에 대한 논문이 등재되었습니다.
EM 드라이브는,
아무 연료 없이 기계 내의 극초단파(microwave)를 자극해 전자 에너지를 추력으로 변환하는 기술입니다.
뉴턴의 제 3법칙 작용 반작용의 원리를 정면에서 위배하고 있으며,
과학책을 바꿀 지도 모르는 발견입니다.
미래 우주여행의 핵심이 될 기술이라 여겨지는 발견이죠.
지난달인 11월 중순에 나사의 테스트와 더불어 여러 전문가들의 검증을 거쳐 논문으로 정식 등재되었습니다.
아래는 이와 관련된 해외기사로, 저작권자에게 허락받고 번역해 올려 봅니다.
반작용없이 추력을 내는 EM 드라이브 엔진 - 과학계에선 왜 이유를 설명 못하나.
그건 불가능해야 마땅합니다.
그러나 과학계에선 그 현상을 확인했다고 말합니다.
현재 프로토 타입인 EM드라이브 우주선용 엔진은 마치 무(無)에서 에너지를 생산하는 것 같습니다.
그리고 그것은 같은 분야 전문가들의 동료평가(peer review)를 통과하였습니다.
2001년에 반작용없는 추력발생장치에 대한 보고서가 등장하자 이는 파도와 같은 흥분과 만났습니다.
(물론 회의적인 시선도 함께였습니다.)
우주의 공허로부터 연료를 끌어내어 추진한다는 것은 마치 과학소설에서나 들릴만한 일이었습니다.
만약 이게 사실이라면, 우리는 누가 꿈꾸었던 것보다도 빠르게 명왕성의 표면에 발을 디딜 수 있겠죠.
그런데 나사가 주도한 추진작업장(eagleworks)을 포함해 엄청난 양의 실험이 이루어졌음에도 불구하고,
그 대담한 주장은 쉽사리 사라지지 않았습니다.
오히려 지금은 과학적 신뢰성에 한 걸음 더 다가서게 되었습니다.
논쟁에 휩쌓인 이 공식연구, "물리학을 무시하는 EM 드라이브"는
지난 주말(11월 중순) 항공우주학회의 Propulsion and Power 저널에 공식적으로 발표되었습니다.
이는 논문 저자가 '불가능한 엔진' 의 성능을 테스트하는데 사용했던 프로세스와 측정결과가
독립적인 과학자 패널들에게 잘못된 것이 없음을 인정받았다는 것을 의미합니다.
물론 아직은 EM드라이브가 보여주는 그러한 현상이 정말 존재한다는 것을 의미하진 않습니다.
그러나 어떤 과학자들도 충분히 이해할 수 없는 무엇인가가 벌어졌음을 의미합니다..
호주의 발명가 패트릭 노이만 박사는, 그 아이디어가 매우 흥미롭다고 이야기합니다.
그는 금속을 연료로 사용하는 매우 효율적인 우주이온엔진을 발명했습니다.
(나사에서 세레스행성 탐사 보낸 던탐사선이 이온엔진으로 작동하는 모델 중 하나)
그가 말하길,
최상의 가정에선, 그것은 우주여행에 큰 힘이 되어줄 매우 효율적인 수단이 될 수 있겠으나
최악의 가정에선, 모두가 분명하다고 생각했을지 모르나
실제론 제대로 인식할 수도, 원하지도 않는 스패너를 작업에 투입한 것마냥 뒤늦게 후회할 수도 있다고 합니다.
EM 드라이브가 테스트를 위해 진공챔버 안에 들어가 있다. 사진: 나사(eagle works)
무(無)로부터의 유(有) Something from Nothing
EM 드라이브는 본질적으로 챔버입니다.
한쪽 끝에 구멍이 있는. 그리고 거기서 마이크로파가 내부 주위를 따라 튀죠.
거기엔 어떤 연료공급장치도 없습니다. 그러나 그걸 켜면, 그 드라이브는 추력을 발생시킵니다.
이것은 사실 일어날 수가 없는 일이어야 합니다.
그것이 심각한 까닭은,
우리가 우주를 이해하는 방식이자 그리고 우리의 모든 과학기술이 기반으로 하던,
물리학의 가장 근원적인 법칙 중 하나를 위배한 현상이라는 것입니다. (물론 아닐 수도 있지만.)
노이만 박사는 말합니다.
"이건 매우 강력한 사실처럼 보인다.
그러나 이것은 우리가 진정 지키고 싶었던, 그리고 과학기술의 매우 중요한 기초였던
운동량 보전법칙을 여전히 깨뜨리고 있다."
EM드라이브 엔진의 존재를 불가능하게 만드는 것은 뉴턴의 제3법칙입니다.
"한 물체가 다른 물체에 힘을 작용하면 다른 물체도 힘을 작용한 물체에 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 작용한다. "
간단히 말하면, 외부의 힘이 그것을 밀어 내지 않는 이상 무언가는 움직이지 않습니다.
이것이 엔진에 연료가 필요한 이유입니다. 연료는 에너지를 포함하고 있기 때문이죠.
그런데 EM 드라이브는 연료를 싣고있지 않습니다. 그래서 방출시킬 에너지가 없습니다.
"만약 우리가 뉴턴의 제3법칙을 수정해야 한다면, 뭐 그럴 수는 있겠죠." 노이만 박사는 말합니다.
"그러나 우리가 뉴턴의 제3법칙을 단순히 지워버릴 수는 없을 겁니다."
노이만 박사가 독자적으로 했던 연구는,
이온엔진에 필요하지만 매우 비싸고 운반이 어려웠던 제논가스연료를
단순한 금속봉으로 교체하는 것이었습니다.
전기불꽃이 엔진구동에 필요한 반응을 제공하였죠.
이 연구를 통해 '불가능하다'라고 보여졌던 EM Drive를 비추어 보면,
EM 드라이브가 진짜 작동할 유일한 길은 아직 알려지지 않은 불가사의한 반응이
우주물질 그 자체와 함께 일어나고 있다는 것일 수도 있습니다.
혹자는 '언루(Unruh) 방사선의 결과로 진공상태의 우주에서 입자가 구체화된다." 말합니다.
스스로 공간을 가열하고 압축시키는데서 가속이 생긴다는 겁니다.
이러한 입자들은 전자파와 반응하여 추력을 형성한다는 겁니다.
닥터 노이만은 다음과 같이 말합니다.
"아인슈타인의 특수상대성 법칙에 '아주 작은 시공간 주름'과 관련된 설명이 있습니다.
혹은 또 다른 설명은, 양자 역학의 해석과 관련되어 있죠. 순수한 입자가 없는 곳, 이건 확률파동에 대한 이야기입니다.
이들은 모두 물리학의 최전선에 있는 연구들입니다. 마치 1896년 앙리 베 케렐이 그랬던 것처럼 말이죠. 그는 잠긴 서랍장에 단단히 싸여 있던 그의 사진판이 뭔가에 노출된 것을 보고, 이를 아래 서랍에 있던 우라늄 염과 연관시켜 방사선을 발견했습니다."
나사가 쏘아보내 세레스 행성에 접근하고 있는 던탐사선의 상상도.
크세논(/제논)가스연료로부터 하전된 입자를 사용하는 이온 엔진에 의해 추진되고 있다. 사진: NASA / Caltech
평범하지 않은 것은 평범하지 않은 증거를 요구한다.
항공 우주 엔지니어 Roger Shawyer는 EM 드라이브를 2001년 처음 설계했습니다.
그가 제시한 것은 자체 연료 공급장치를 가지고 다닐 필요가 없는 엔진이었죠.
이것은 우주선이 훨씬 더 가벼워진다는 것을 의미합니다. 그것은 영원히 날 수 있습니다.
게다가 부드러운 추력이 끊임없이 제공되게 되면
태양계 바깥으로 몇 달 안에 도달하기에 필요한 매우 극단적으로 빠른 속도에조차 다다를 수 있습니다.
하지만 엔진으로부터 생성되는 추력은 종이 한조각이 손바닥에 미치는 영향보다도 작습니다.
그런 작은 규모에서는 비현실적인 결과치를 제공하는 측정오류가 일어나기 쉽죠.
그 효과는 금속추력챔버를 가로지르는 고르지 못한 가열처럼 단순한 데서 나올 수도 있습니다.
이는 주변의 공기가 다른 속도로 튕겨나오게 만들고 이로인해 작지만 측정 가능한 추력을 발생시키죠.
당연히 이것은 진공상태의 우주에선 동작하지 않는다는 겁니다.
그래서 최근 테스트에선 거의 진공 상태에서 엔진을 작동시켜 이러한 영향을 제거하려 시도했습니다.
이것이 이 과학 저널 보고서의 본질이라 할 수 있습니다.
EM 드라이브는 진공 상태에서 킬로와트 당 1.2 밀리 뉴턴을 생산하는 것으로 나타났습니다.
이것은 비진공상태의 실험실 에서 간단히 테스트 한 이전의 측정기록과 비슷한 수치입니다.
그러나 그것은 여전히 매우 작은 수치입니다.
세레스 행성으로 향한 나사의 던 탐사선(2007년 9월 27일 발사)을 추진시키는 이온 엔진은
킬로와트 당 약 60 밀리 뉴턴으로 작동하죠. (EM드라이브의 50배)
어쨌든 이제 이 연구는 과학 저널에 발표되었습니다.
일선의 필드에서 활동하는 모든 전문가들이 현미경을 들이대며 다양한 방법론을 쏟아 붓기 시작하고 있습니다.
불가능한 추력이 어디서 왔는지 설명할 수 있는 가상실제artefact적 외부영향을 찾기 시작했습니다.
(artefact : 실험적 접근이나 평가를 가상하여 분석함으로써 얻어내는 결과물)
닥터 노이만은 지구 자기장과의 상호작용이 고려되지 않은 것이 아니냐는 의심을 갖고 있다고 말합니다.
"그러나 (논문에서) artefact 계산에 대한 섹션은 정말 잘 쓰여졌습니다.
이 연구의 끝에는, 결국엔 우주에 EM드라이브를 밀어넣는 큰 테스트가 있어야 하겠죠."
사실 그것만이,
발생할 수 있는 모든 외부영향을 제거하고, 그러한 추력이 실존함을 입증하는 유일한 방법일 겁니다.
엔진을 우주에 놓고, 그걸 켜는 것. 그리고 무슨 일이 일어나는지 보는 것.
@JamieSeidelNews
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