| 기준 | 광년 (ly) | 옹스트롬 (Å) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 3.13929 × 10-17 ly | 2.97 × 109 Å |
| Average adult human height | 1.7969 × 10-16 ly | 1.7 × 1010 Å |
| A football pitch (length) | 1.10985 × 10-14 ly | 1.05 × 1012 Å |
| A marathon | 4.46002 × 10-12 ly | 4.2195 × 1014 Å |
| Height of Mount Everest | 9.3534 × 10-13 ly | 8.849 × 1013 Å |
광년은 빛이 진공에서 1율리우스년 동안 나아가는 거리로, 정확히 9,460,730,472,580,800미터, 곧 약 9조 4600억 킬로미터입니다. 기호는 ly입니다.
이것은 시간이 아니라 거리의 단위인데, 이름이 그 점을 가려서 혼동이 좀처럼 사라지지 않습니다. 값이 정확한 것은 정의된 두 양에서 따라 나오기 때문입니다. 빛의 속력은 초당 299,792,458미터로 정해져 있고, 1율리우스년은 86,400초짜리 날의 365.25일로 정확히 정의됩니다. 둘을 곱하면 측정 불확도가 전혀 없는 값이 나옵니다.
이 단위의 묘미는 빛의 속력이 유한하다는 사실을 눈에 보이게 만든다는 데 있습니다. 12광년 떨어진 천체를 본다는 것은 그것을 12년 전의 모습으로 본다는 뜻이며, 이 지연은 신기한 이야깃거리가 아니라 관측 우주론의 바탕입니다. 관측된 가장 먼 은하들은 수십억 광년 떨어져 있으므로, 망원경은 사실상 과거를 들여다보는 기구입니다.
가까운 거리들은 이 단위의 잣대로 보면 소박합니다. 태양에 가장 가까운 별인 프록시마 켄타우리까지는 4.25광년, 시리우스까지는 8.6광년입니다. 우리 은하의 중심은 지구에서 약 2만 6000광년 떨어져 있고, 은하 전체는 약 10만 광년에 걸쳐 있습니다. 안드로메다 은하는 약 250만 광년 떨어져 있으면서도 어두운 곳에서는 맨눈으로 보입니다. 대부분의 사람이 직접 눈으로 볼 가장 먼 천체인 셈입니다.
전문 천문학자들은 대체로 파섹을 선호합니다. 이는 연주시차 측정에서 자연스럽게 나오는 단위이며, 학술지는 거리를 파섹, 킬로파섹, 메가파섹으로 적습니다. 대중적인 글에서 광년이 주류인 것은 빛의 속력 말고는 따로 설명할 것이 없기 때문입니다.
같은 원리를 더 작은 규모에 적용한 단위들도 있습니다. 광초는 약 30만 킬로미터로 지구와 달 사이 거리에 가깝고, 무선 기술자들은 케이블을 타고 가는 신호를 따질 때 약 30센티미터인 광나노초를 씁니다. 광분과 광시는 태양계 바깥쪽을 설명할 때 이따금 나타납니다.
1광년은 63,241천문단위, 약 0.3066파섹, 9조 4607억 킬로미터와 같습니다.
옹스트롬은 1미터의 100억분의 1, 곧 0.1나노미터에 해당하는 길이 단위입니다. 1868년 태양 스펙트럼 지도를 만들면서 이 단위를 쓴 스웨덴 물리학자 안데르스 요나스 옹스트룀의 이름에서 왔으며, 기호는 스웨덴어 알파벳에서 빌려 온 Å입니다.
옹스트롬이 살아남은 것은 원자의 크기와 잘 맞기 때문입니다. 수소 원자의 반지름은 약 0.5Å입니다. 탄소-탄소 단일 결합은 대략 1.5Å입니다. 이 값을 나노미터로 나타내면 다루기 불편한 소수가 되므로 결정학자, 분광학자, 구조생물학자는 지금도 이 오래된 단위를 선호합니다. 공개 데이터베이스에 등록된 단백질 구조는 여전히 분해능을 옹스트롬으로 표시하며, 2Å보다 좋은 분해능으로 풀린 구조는 우수한 것으로 평가됩니다.
가시광선의 파장도 다루기 좋은 범위에 들어옵니다. 붉은빛은 7000Å 부근, 보랏빛은 4000Å 부근입니다. X선의 파장은 1Å 안팎에 몰려 있는데, X선 회절이 원자 간격을 드러내는 이유가 바로 여기에 있습니다. 살펴보는 수단과 대상의 크기가 같기 때문입니다.
옹스트롬은 국제단위계에 속하지 않습니다. 국제도량형국은 SI와 함께 쓸 수 있는 단위로 열거하면서도 새로운 용도로는 권하지 않고 나노미터나 피코미터를 선호합니다. 그러나 이 권고는 이 단위가 뿌리내린 분야에서는 별 효과가 없었습니다. 반도체 제조가 좋은 예입니다. 공정 노드는 수십 년 동안 나노미터로 불렸지만, 구조가 작아지면서 업계는 게이트 산화막 두께를 옹스트롬으로 표시하기 시작했고, 인텔은 자사 기술의 한 세대를 옹스트롬 시대라고 이름 붙였습니다.
오래된 과학 문헌을 읽을 때는 주의가 필요합니다. 옹스트롬이 미터에 연결되기 전에는 카드뮴의 특정 스펙트럼선을 기준으로 정의되었고, 20세기 초에 발표된 값은 오늘날의 값과 조금 다를 수 있습니다. 국제천문연맹은 1907년에 이 분광학적 정의를 채택했고, 이는 1960년 미터 자체가 크립톤을 기준으로 재정의될 때까지 쓰였습니다. 차이는 작지만 실재하며, 과거의 스펙트럼 측정을 현재의 측정과 견줄 때에는 중요하게 작용합니다.
환산은 간단합니다. 1옹스트롬은 10-10미터, 0.1나노미터, 100피코미터와 같으며 10옹스트롬이 1나노미터가 됩니다.