| 나노미터 (nm) | 천문단위 (au) |
|---|---|
| 1 나노미터 | 6.68458712227 × 10-21 au |
| 2 나노미터 | 1.33691742445 × 10-20 au |
| 3 나노미터 | 2.00537613668 × 10-20 au |
| 4 나노미터 | 2.67383484891 × 10-20 au |
| 5 나노미터 | 3.34229356113 × 10-20 au |
| 10 나노미터 | 6.68458712227 × 10-20 au |
| 20 나노미터 | 1.33691742445 × 10-19 au |
| 25 나노미터 | 1.67114678057 × 10-19 au |
| 50 나노미터 | 3.34229356113 × 10-19 au |
| 100 나노미터 | 6.68458712227 × 10-19 au |
| 기준 | 나노미터 (nm) | 천문단위 (au) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 297000000 nm | 1.98532 × 10-12 au |
| Average adult human height | 1.7 × 109 nm | 1.13638 × 10-11 au |
| A football pitch (length) | 1.05 × 1011 nm | 7.01882 × 10-10 au |
| A marathon | 4.2195 × 1013 nm | 0.000000282056 au |
| Height of Mount Everest | 8.849 × 1012 nm | 0.0000000591519 au |
나노미터는 1미터의 10억분의 1입니다. 10-9을 뜻하는 SI 접두어 나노를 미터에 붙인 것으로 기호는 nm입니다. 이 접두어는 난쟁이를 뜻하는 그리스어 나노스에서 왔습니다.
이것은 현대 광학과 전자공학이 다루는 규모입니다. 가시광선은 보라색 끝의 약 380nm에서 붉은색 끝의 750nm까지 걸쳐 있어, 나노미터는 색을 물리적으로 기술하는 표준 단위가 됩니다. 532nm로 발광하는 레이저 포인터는 초록색이고, 650nm짜리는 빨간색입니다. 자외선은 380nm보다 짧고 적외선은 750nm보다 깁니다.
생물학에서도 이 단위가 끊임없이 쓰입니다. DNA 이중나선은 폭이 약 2nm입니다. 일반적인 바이러스는 20~300nm입니다. 세포막의 두께는 7nm 안팎입니다. 이러한 치수는 빛의 파장 자체 때문에 약 200nm로 제한되는 일반 광학 현미경의 분해능보다 작습니다.
나노미터가 과학 밖에서도 익숙해진 것은 반도체 제조 덕분입니다. 공정 노드에는 90nm, 45nm, 14nm, 5nm, 그리고 그보다 작은 이름이 붙어 왔습니다. 이 수치는 이제 칩 위의 특정한 측정 가능한 치수를 가리키지 않으며, 물리적 길이라기보다 마케팅상의 명칭이 되었습니다. 다만 실제 구조가 나노미터 단위인 것은 사실입니다. 현대 트랜지스터의 게이트는 원자 수십 개 너비에 지나지 않습니다.
나노기술은 이 단위에서 이름을 따왔으며, 관례적으로 1~100nm의 구조를 다룹니다. 이 범위에서는 표면 효과가 덩어리 상태의 성질을 압도하기 시작하므로 물질이 다르게 거동하는 경우가 많습니다.
이 규모에서 측정하려면 가시광선에 의존하지 않는 장비가 필요합니다. 전자현미경은 빛보다 실효 파장이 훨씬 짧은 전자를 이용해 1나노미터 이하의 구조를 분해합니다. 원자간력현미경은 또 다른 방식으로, 뾰족한 탐침을 표면 위로 끌면서 그 휘어짐을 기록합니다. 대상이 보이지 않는 한 학문은 멀리 나아갈 수 없으므로, 두 장비 모두 나노기술의 발전에 없어서는 안 될 것이었습니다.
1나노미터는 10옹스트롬, 1000피코미터, 0.001마이크로미터와 같습니다. 종이 한 장의 두께는 약 100,000nm입니다.
천문단위는 정확히 149,597,870,700미터, 곧 1억 5000만 킬로미터에 가까운 길이입니다. 기호는 au입니다. 지구와 태양 사이의 평균 거리에 가까우며 태양계 안의 거리를 나타내는 표준 척도입니다.
이 단위는 본디 고정된 수가 아니라 그 궤도 관계로 정의되었습니다. 이전의 정의는 태양을 도는 가상의 천체가 갖는 성질에 매여 있었고, 그래서 값이 중력 상수에 좌우되어 측정이 정밀해질 때마다 고쳐야 했습니다. 국제천문연맹은 2012년에 천문단위를 정확한 미터 수로 확정하여 이 의존 관계를 끊었습니다. 이 변경은 계산을 간단하게 했고, 물리 상수가 정밀해질 때마다 길이가 흔들리는 단위라는 불편을 없앴습니다.
그 값을 정하는 일은 관측천문학의 큰 과제 가운데 하나였습니다. 태양면을 가로지르는 금성을 지구상의 멀리 떨어진 지점에서 관측하면 삼각측량으로 거리를 구할 수 있었습니다. 1761년, 1769년, 1874년, 1882년의 통과에 맞추어 관측대가 꾸려졌고, 제임스 쿡의 첫 태평양 항해는 1769년의 현상을 중심으로 계획되었습니다. 1960년대 금성을 향한 레이더 거리 측정이 결국 어떤 광학적 방법보다도 훨씬 정밀하게 이 값을 확정했습니다.
이 단위 덕분에 태양계의 거리를 읽어 내기가 쉬워집니다. 수성은 0.39au, 화성은 1.52au, 목성은 5.2au, 해왕성은 30.1au에서 공전합니다. 카이퍼 벨트는 대략 50au까지 뻗어 있습니다. 인류가 만든 가장 먼 물체인 보이저 1호는 165au를 넘어섰습니다. 빛이 1천문단위를 가는 데 약 499초가 걸리므로 태양까지는 8광분 남짓입니다.
태양계를 벗어나면 이 단위는 다루기 번거로워지고, 천문학자들은 광년과 파섹으로 바꿉니다. 1파섹은 206,265au입니다.
탐사선의 항법은 이 단위가 근삿값이 아니라 정확한 값이라는 데 기대고 있습니다. 외행성으로 가는 궤도는 수십 천문단위의 거리에 걸쳐 계산되므로, 단위 자체의 길이에 생긴 오차는 모든 위치 계산으로 번져 갑니다. 2012년에 값을 고정하면서 임무 계획에 쓰이는 역표에서 이 어긋남의 원인이 사라졌습니다.
1천문단위는 149,597,870.7킬로미터, 약 9295.6만 마일과 같습니다.