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최근 수정 시각 : 2024-05-20 18:54:54

반중력

1. 개요2. 관련 현상3. 매체에서
3.1. 목록
4. 여담5. 관련 문서

1. 개요

반중력(Anti-Gravity, )이란 중력에 반하는 것이다.

사실 중력을 다른 힘으로 상쇄시키는 것은 상상 속 이야기가 아니며 지금도 항상 일어나고 있다. 가령 탁자 위에 볼펜을 올려놓으면 수직항력에 의해 중력이 상쇄되는 것이다. 기구, 비행기비행체가 공중에 뜨는 것 역시 부력, 양력 등 각종 힘이 중력을 상쇄시키기 때문에 가능한 일이다. 후술하듯 중력이란 질량이 있는 곳이라면 어디든지 존재하는 힘이기 때문에, 일상에서 아무리 사소한 상황이라 해도 중력에 반하는 힘은 있기 마련이다.

다만 SF에서 말하는 반중력은 이러한 게 아니라 중력 자체를 약화시키거나 없애는 것을 주로 의미한다. 몇몇 SF에서는 반작용이 없는 추진력을 반중력이라고 묘사하기도 한다.

2. 관련 현상

물리학적으로는 중력 자체를 없애거나 약화시키는 것이 매우 어렵다. 중력은 시공간의 비틀림으로 인해 발생하는 힘이기 때문이다.

음의 질량을 지니는 물질은 마치 중력을 없애는 것처럼 보일 수 있다. 일반적인 양의 질량을 지닌 물질이 있는 곳에 이들 물질을 놓아 질량을 0으로 만든다면 중력을 0으로 만드는 것과 같게 된다. # 다만 이런 물질들도 음의 질량을 가진 물체에게는 인력을 지닐 것이다. 반물질 역시 물질과 쌍소멸 반응이 일어나므로 중력을 없애는 효과를 낼 수 있다.

초전도체가 만들어내는 현상이 겉보기에 반중력과 비슷하다고 묘사되지만 이는 오해로, 초전도체는 어디까지나 자기장을 완벽하게 밀어내는 것일 뿐 중력과는 아무 상관없다. 다만 저항을 극도로 줄일 수 있어 전기로 힘을 만들어내는 것이 매우 쉬워지고, 결과적으로 중력을 상쇄시킬 힘을 만드는 것도 매우 편리해지긴 할 것이다.

2.1. 암흑에너지

우주를 계속 팽창시키는 공간의 힘, 즉 암흑에너지를 반중력으로 규정하는 경우가 있다. 음의 에너지 밀도를 가졌을 것으로 추정된다. 예를 들어 최근 개정된 고등학교 지구과학1에서도 나오게 되는 인플레이션 이론[1]의 가속팽창은 '끌어오는 중력'이 아닌 '밀어내는 중력'으로서 인플라톤의 암흑에너지가 작용한 현상이다.

아인슈타인의 일반상대성 이론에 따를 경우 중력은 질량과 에너지(열)에만 좌우되는 것이 아닌 압력에도 영향을 받을 수 있으나, 현재 우주에서는 실재할 수 없는 조건, 즉 일반적으로 무시할 수 없을 정도로 크고[2] 안쪽으로 작용할 경우에만 중력이 척력으로 작용한다. 여기서 주의할 것은 중력과 압력은 서로 연관되어 있으나 서로 개별적인 특성으로 이해해야 한다는 것이다. 그런데 관측 결과, 실제로 암흑에너지로 불리는 힘이 현재에도 계속해서 중력에 반해 우주를 팽창시키는 일종의 반중력 효과를 내고 있는 것으로 결론되고 있다. 암흑에너지는 아인슈타인이 말한 우주상수와 동등하게 여겨지고 있으며, 진공에너지가 암흑에너지 일 것으로 보고 있다. 하지만 계속되는 관측분석을 보면 허블상수와 언제나 일치하지는 않는 등 아직까지는 암흑에너지의 작용이 불분명하며 존재여부도 애매한 면이 있다.

이론적으로 암흑에너지는 우주 전역에서 존재하여 팽창을 유발하는데 우주공간이 팽창할수록 브레이크 역할을 하는 천체 및 암흑물질의 인력 효과가 감소하는 반면에 암흑에너지는 공간상에 계속 존재하므로 우주는 가속팽창하게 되며, 가속팽창 자체는 허블상수로서 관측되고 있다.

3. 매체에서

반중력은 웰스의 소설인 《달세계 최초의 인간》에 나온 반중력합금 케이배릿이 그 시초이다.

초공간도약과 함께 우주 배경 SF를 가능하게 만드는 양대 데우스 엑스 마키나다. 실제로 초공간도약이 없었다면 SF의 배경이 태양계를 벗어나기 힘들었을 것이며, 반중력이 없었다면 고작 지구 중력권을 벗어나는 데만도 쌩고생을 했을 것이다. 과장이 아니라 우주를 배경으로 한 작품 치고 반중력의 개념을 도입하지 않은 것이 드물 정도다.

반중력의 개념만 집어넣어도 너무나도 많은 부분이 간단해지는 것이, 행성이나 항성 중력권에서의 이착륙이나 비행을 매우 쉽게 처리할 수 있기 때문이다. 현실에서 우주선을 운용할 때 가장 위험해 사고도 많이 나고 에너지 또한 많이 소모되는 때가 바로 발사(이륙)와 재진입(착륙)때다. NASA 등의 수많은 과학자들이 수십년째 머리를 싸매는 것도 이착륙때 드는 에너지가 너무 크기 때문이며, 수백 톤 짜리 로켓의 무게의 대부분은 연료와 산화제가 차지하고 있다. 그만큼 지구의 중력이 어마어마한 걸림돌이라는 것이다. 그렇기 때문에 반중력의 개념만 도입하는 순간 그대로 SF가 실현된다. 수천 미터짜리 공중전함이나 우주전함의 이착륙도 껌이다. STS-51-L이나 STS-107 같은 끔찍한 참사를 염려할 필요도 없다. 이착륙시 양력 얻을려고 날개때문에 머리싸매지 않아도 되고 날개가 없으니까 기체, 함선 모양도 자유롭고 그냥 두둥실 띄우고 두둥실 착륙하면 된다.

이 때문에 작가들도 양심에 찔렸는지 조금 신경은 쓰였는지, 너무 큰 우주선은 대기권(정확히는 중력권) 항행이 안 된다거나 하는 식으로 제약을 집어넣는다. 대표적으로 헤일로 시리즈UNSC 함선들이나 스타워즈의 몇몇 대형 스타 디스트로이어들. 물론 작중 기술의 발전으로 최신 함선은 가능하다는 것도 빼놓지 않는다.

3.1. 목록

4. 여담

5. 관련 문서



[1] 혹은 급팽창 이론이라고 부른다.[2] 현 우주공간에서 실재할 수 있는 일상적인 물질의 한도에서 압력에 의한 중력은 사실상 무시해도 될만큼 작다.

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