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2015-07-05 23:59:51이제 여기서 Woodward 효과가 등장한다. 이는 다른말로 Mach 효과라고도 하는데, 특히 이 효과를 제안한 Woodward 본인이 Mach 효과라는 용어를 선호하는듯. 아무튼 이 효과가 뭐냐면, 만약 어떤 물체가 그 물체를 제외한 나머지 우주 전체에 대해 가속을 하게 되면, 그 물체의 정지질량이 변화한다는 것. 왜 그렇게 되는지는 일반 상대성 이론과 관련된, 뭔가 복잡하고 이해하기 힘든 이유들이 많이 있으니 생략. 어쨌든, 중요한건 이 효과를 응용해서 마법의 벽돌을 만들면, 신기하게도 벽돌을 던졌다 당겼다를 반복하니 진짜로 추진력이 생기게 된다! 얼핏 보면 운동량 보존을 어기는거 같지만, 사실은 그렇지 않다. 그 이유는 Woodward 효과가 '나머지 우주 전체'에 대한 상대적인 가속과 연관되어 있는 점에서 찾을 수 있다. 즉 벽돌과 스케이트보드를 탄 우리의 운동량만 생각하는게 아니라, 나머지 우주 전체의 운동량도 함께 고려해야 하기 때문. 얼핏 보기에 스케이트를 탄 우리는 운동량 보존 법칙을 어기고 공짜 운동량을 얻은것 같지만, 사실 그 '나머지 우주 전체'의 운동량까지 합하게 되면 운동량은 여전히 보존되는 것이다. 역시 자세한건 일반상대성이론과 관련된...(생략)
이효과는 1990년 Woodward에 의해 처음 제안되었고, 실제로 이 효과를 응용한 추력기(MLT라고 합니다)가 실험을 통해 증명된 것은 2006년. 실험 내용을 보면, 일단 어떤 물질 결정에 진동하는 전기장과 자기장을 적절히 걸어준다. 그러면 그로 인해 결정 안에 있는 이온 역시 진동하게 된다. 그런데 이온이 진동한다는건 곧 가속된다는 뜻이니 이 이온은 우리의 '마법의 벽돌' 역할을 하게 된다. 그리고 외부에서 같이 가해주는 자기장과 이온의 진동이 결합하면 로렌츠 힘을 만들게 되고, 어찌어찌 잘 조절하면 이 로렌츠 힘의 총합이 0이 아닌 값을 가지도록 할 수 있다. 대충 이야기하면, 이온의 질량이 작을 때 로렌츠 힘이 전방을 향하게 하고 질량이 클 때 로렌츠 힘이 후방을 향하게 하는 식. 질량이 작을 때는 가속도가 크고, 질량이 클 때는 가속도가 작으니 전방 가속도와 후방 가속도가 상쇄되지 않게 되고, 결국 추진력이 생기게 된다.
2006년 실험에 사용된 MLT 추력기의 모습
2. QVPT
그런데, 2009년 NASA의 Harold "Sonny" White는 새로운 가설을 제안한다. 그 가설을 소개하기 전에 보충설명을 하자면, 사실 Woodward 효과는 두가지가 있다. 그런데 첫번째 효과에 비해 두번째 효과가 굉장히 작기 때문에, 두번째 효과를 무시하고 첫번째 효과만 고려한게 위에서 한 설명. 하지만 Sonny가 주목한 것이 바로 두번째 효과이다. 이 두번째 효과에 진공 요동이 어쩌고 동적 카시미르 효과가 어쩌고 (생략)을 결합하면 진공 그 자체를 이용해 추력을 낼 수 있다는게 가설의 요지.
2013년에 관련된 실험도 했다고 한다. 평범한(?) 플라즈마 추력기를 가지고 여차여차해서 실험을 했더니 기존의 고전이론으로는 설명할 수 없는 효과가 관측되었으며, 이게 자신이 주장한 가설과 연관이 있을수도 있다는 내용인듯.
3. 기타등등
사실 이게 굉장히 기똥찬 아이디어이기는 하지만, 근본적인 장벽을 넘을 수는 없다는 한계가 있다. 바로 빛의 속도. 따라서 MLT로는 잘해봐야 행성간 추진에밖에 쓰지 못한다. 빛의 속도로 달려봐야 가장 가까운 별까지 가는데 4년이 걸리면 실제로 쓰기에는 문제가 있다. 물론 며칠만에 목성까지 날아가는 정도만으로도 굉장히 어마어마한 발전이기는 하지만.
