킬로그램

킬로그램(kilogram, 기호: kg)은 국제단위계(SI)의 질량 기본 단위이다. 1795년에 정의된 그램(gram)의 1000배로, '천'을 의미하는 접두사 '킬로(kilo)'를 붙여 만들어졌다. 킬로그램은 현재까지도 물리적인 인공물로 정의된 유일한 SI 기본 단위였다.

정의의 역사

원래 킬로그램은 1795년에 순수한 물 1리터의 질량으로 정의되었으나, 실제 측정의 어려움으로 인해 1799년에 백금으로 만든 '킬로그램 원기'가 제작되어 프랑스 국립기록보관소에 보관되었다. 이후 1889년에 백금-이리듐 합금으로 제작된 '국제 킬로그램 원기(IPK)'가 국제도량형국(BIPM)에 보관되었고, 이것이 킬로그램의 기준으로 사용되었다. 각 나라는 IPK의 복제품을 받아 자국의 질량 표준으로 사용했다.

새로운 정의

IPK는 시간이 지남에 따라 질량이 미세하게 변하는 문제가 있었고, 물리적인 인공물에 의존하는 정의는 과학 기술 발전에 걸림돌이 된다는 지적이 있었다. 이에 따라 과학자들은 킬로그램을 자연 상수, 특히 플랑크 상수(h)를 이용하여 정의하는 방법을 연구했다. 오랜 노력 끝에 2018년 11월, 국제도량형총회(CGPM)에서 플랑크 상수를 특정 값으로 고정하여 킬로그램을 정의하는 새로운 정의가 채택되었고, 2019년 5월 20일부터 공식적으로 효력이 발생했다.

새로운 정의의 내용

새로운 정의에 따르면, 킬로그램은 플랑크 상수 h가 정확히 6.62607015 × 10⁻³⁴ J⋅s (줄-초)일 때의 질량으로 정의된다. 이는 아보가드로 상수나 기본 전하량과 같은 다른 물리 상수와도 연결되어, 질량, 에너지, 시간 등 다른 물리량을 보다 정확하게 측정할 수 있는 기반을 제공한다.

활용

킬로그램은 일상생활에서 물건의 무게를 재는 데 사용될 뿐만 아니라, 과학, 공학, 산업 등 다양한 분야에서 질량을 측정하는 데 널리 사용된다. 새로운 정의를 통해 킬로그램은 더욱 안정적이고 정확한 표준으로 자리매김하게 되었다.