워프 속도, 하이퍼드라이브, 하이퍼스페이스 점프 등 수십 년 동안 공상과학 소설은 우리에게 성간 여행의 전망을 그려왔습니다. 그러나 기술적 한계로 인해 우리는 아직 이러한 현실에 다가서지 못하고 있습니다. 하지만 방법이 있을 수 있습니다. 새로운 연구에서는 기존 기술보다 더 빠르게 우주선을 우주로 던질 수 있는 연료원으로 반물질을 사용할 수 있는 가능성을 탐구합니다.
초심자에게 반물질은 반대 전하와 물리적 특성을 지닌 일반 물질의 기괴한 "사악한 쌍둥이"입니다. 드문 경우지만, 둘이 충돌하여 폭발적인 사건으로 소멸되고 순수한 에너지가 방출되는 경우도 있습니다. 천문학적인 양의 에너지를 생성하려면 극소량의 반물질만 필요합니다. 이는 로켓 추진제와 같은 기존 연료보다 수백만 배 더 강력한 에너지입니다.
연구를 수행한 아랍에미리트 대학의 연구원들은 수치를 분석했고 그 결과는 놀라웠습니다. 이론적으로 단 1g의 반물질, 특히 반수소만으로도 우주왕복선 23대를 추진할 수 있는 충분한 에너지를 생성할 수 있습니다.
연구진은 사이언스 다이렉트(Science Direct) 저널에 발표한 연구에서 "이러한 규모를 맥락에 맞춰 보면 킬로그램으로 측정된 이 에너지는 우주 왕복선 주 엔진의 수소-산소 연소 에너지의 약 100억 배, 태양 핵의 핵융합 반응의 에너지의 300배"라고 밝혔습니다.
또한, 반물질 엔진의 특정 추진력은 이론적으로 초당 2천만 미터라는 놀라운 속도에 도달할 수 있으며, 연구자들은 이를 "성간 추진은 꿈이 아닌 목표"로 만들 수 있다고 말합니다.
이런 종류의 추진력으로 유인 반물질 로켓은 태양계를 탐사할 수 있을 뿐만 아니라; 그것은 실제로 정상적인 인간 생애 동안 근처 별까지 항해할 수 있습니다. 실제로 연구자들은 며칠 또는 몇 주 안에 태양계를 횡단하는 여행에 대해 이야기하고 있습니다.
전체적으로 이 수치는 매우 고무적입니다. 그러나 이론이 항상 그렇듯이 여기에는 큰 문제가 있습니다. 반물질은 일반적인 자원이 아니며 몇 가지 심각한 기술적, 경제적 장애물이 있습니다.
첫째, 반물질은 일반 물질과 접촉하면 즉시 증발합니다. 이를 분리하고 저장하려면 강력한 전자기장을 사용하는 매우 복잡하고 값비싼 격리 시스템이 필요합니다. 현재 기록은 CERN의 입자 충돌기에서 소멸되기 불과 16분 전입니다.
그리고 반물질을 만드는 데는 천문학적인 비용이 듭니다. 동일한 CERN 시설에서는 그램당 수백만 달러의 가격으로 연간 약 10나노그램만 생산할 수 있습니다. 충분한 반물질 로켓 연료를 만들기 위해서는 막대한 예산과 오늘날의 능력을 훨씬 뛰어넘는 정교한 반물질 생산이 필요합니다.
그러나 이러한 장애물은 엄청난 것이지만 영구적인 장애물이 될 필요는 없습니다. 지속적인 연구와 개발이 봉쇄 및 제조 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다는 논문 노트입니다. 바라건대 이런 일이 우리 생애에도 일어날 것입니다.