| 기준 | 메가헤르츠 (MHz) | 나노헤르츠 (nHz) |
|---|---|---|
| European mains electricity | 0.00005 MHz | 5 × 1010 nHz |
| Concert pitch A above middle C | 0.00044 MHz | 4.4 × 1011 nHz |
| An FM radio station | 100 MHz | 1 × 1017 nHz |
| A Wi-Fi band | 2400 MHz | 2.4 × 1018 nHz |
| A desktop processor clock | 3000 MHz | 3 × 1018 nHz |
메가헤르츠는 100 만 헤르츠에 해당하는 진동수 단위입니다. 기호는 MHz 입니다. 방송의 대부분과 가까운 거리의 통신을 나르는 전파 대역을 아우르며, 스무 해 동안 컴퓨터의 빠르기를 재던 단위이기도 했습니다.
FM 방송은 거의 어디서나 87.5 에서 108 메가헤르츠를 차지합니다. 제2차 세계대전 뒤에 뽑힌 대역으로, 주파수 변조에 필요한 넓은 채널을 허락할 만큼 높으면서도 송신기와 수신기를 싸게 만들 만큼 낮았기 때문입니다. 지상파 텔레비전은 이웃 대역을 가져갔고, 방송이 아날로그에서 디지털로 옮겨 가면서 그 상당 부분이 이동통신을 위해 비었습니다.
항공 무선은 FM 방송 바로 위인 118 에서 137 메가헤르츠에 있으며, 더 또렷한 주파수 변조가 아니라 진폭 변조를 씁니다. 이 선택은 의도된 것입니다. 두 항공기가 동시에 송신하면 진폭 변조에서는 맥놀이에 의한 날카로운 소리가 들려 혼신이 일어났음을 모두에게 알립니다. 주파수 변조라면 센 쪽 신호만 붙잡고 약한 쪽을 소리 없이 잃어버릴 것입니다.
컴퓨터의 처리 장치는 1970 년대 말부터 2000 년 무렵까지 메가헤르츠로 등급이 매겨졌습니다. 최초의 IBM PC 는 4.77 메가헤르츠로 돌았고, 뒤이은 메가헤르츠 경쟁은 열 때문에 클록 속도가 4 기가헤르츠 가까이에서 멈추면서 끝났습니다. 그 뒤로 제조사들은 코어 수를 겨루게 되었습니다. 기억 장치의 버스 속도와 화면 동기는 지금도 메가헤르츠로 적히는 것이 보통입니다.
의료용 초음파는 약 2 에서 18 메가헤르츠에서 일합니다. 주파수가 높을수록 분해능은 고와지지만 깊이 들어가지 못하므로, 배를 보는 검사는 살갗 가까운 구조를 보는 때보다 낮은 주파수를 쓰고, 검사자는 그에 맞추어 탐촉자를 고릅니다.
전파에 의한 개체 식별, 차고 문 원격 조작기, 무선 마이크, 선박용 VHF, 아마추어 무선이 모두 이 구간에 삽니다. 가림이 부족한 전자 기기가 서로 간섭하게 만드는 고조파도 마찬가지이며, 그래서 법규에 따른 시험은 수십에서 수백 메가헤르츠의 복사에 힘을 쏟습니다.
이동 전화는 이 단위를 돈의 문제로 만들었습니다. 전파는 메가헤르츠로 잰 덩어리로 경매에 부쳐지고, 여러 나라가 700, 800, 900, 1800, 2600 메가헤르츠 띠에서 몇백억에 이르는 돈을 거두었습니다. 저마다의 값어치는 물리가 정합니다. 낮은 진동수는 더 멀리 가고 건물에도 더 잘 들어가므로 700 과 800 띠는 시골을 싸게 덮고, 높은 쪽은 짧은 거리에서 더 많은 자료를 날라 도시에 맞습니다. 그러니 사업자의 닿는 범위 지도와 그 통신 빠르기는 어느 메가헤르츠를 살 수 있었는가의 결과입니다. 이 경매가 다른 어떤 나라 자산 매각만큼이나 눈여겨보아지는 까닭입니다.
1 메가헤르츠는 100 만 헤르츠, 1000 킬로헤르츠, 0.001 기가헤르츠와 같습니다.
나노헤르츠는 1 헤르츠의 10 억분의 1 에 해당하는 진동수 단위입니다. 기호는 nHz 입니다. 1 나노헤르츠는 10 억 초에 한 번, 곧 서른두 해가 채 안 되는 사이에 한 번 되풀이되는 것이어서, 이 진동수의 한 번 흔들림은 웬만한 직업 인생보다 오래 걸립니다.
이를 쓰는 것은 거의 없었으나, 2023 년에 물리학에서 가장 많이 이야기되는 단위의 하나가 되었습니다. 네 대륙에서 따로따로 연구하던 여러 펄서 타이밍 어레이 공동 연구단이, 나노헤르츠 대역에서 중력파 배경의 증거를 보고한 것입니다. 이 신호는 우주의 역사 전체에 걸쳐, 합쳐진 은하의 중심에서 서로를 도는 초대질량 블랙홀 쌍에서 오는 것으로 보입니다.
측정 방법이 놀랍습니다. 밀리초 펄서는 초당 수백 번 도는 중성자별로, 지구를 쓸고 지나가는 빔을 내보냅니다. 그 규칙성은 남달라서 원자시계에 견줄 만합니다. 은하를 지나가는 중력파는 지구와 각 펄서 사이의 공간을 늘였다 줄였다 하며, 펄스의 도착 시각을 수백 나노초쯤 어긋나게 합니다. 수십 개의 펄서를 스무 해 동안 지켜보고 그들 사이의 특정한 상관 무늬를 찾음으로써, 천문학자들은 파장을 광년으로 재는 파동을 잡아냅니다.
이 주파수에서는 어떤 장치도 다른 방식으로는 일할 수 없습니다. 검출기는 찾으려는 파장에 걸맞은 크기여야 하는데, 1 나노헤르츠 중력파의 파장은 수십 광년에 이릅니다. 은하 자체가 장치이고 펄서가 그 눈금입니다.
이 단위가 다른 곳에 나타나는 것은 자연의 주기 가운데 가장 느린 것뿐입니다. 지구 자전축의 세차는 약 2 만 6000 년, 곧 약 1.2 나노헤르츠입니다. 빙하기의 걸음을 새기는 이심률과 자전축 기울기와 세차의 궤도 변화, 이른바 밀란코비치 주기는 약 0.5 나노헤르츠에서 그 10 분의 1 까지 걸칩니다.
나노헤르츠 아래에서는 진동수라는 개념 자체가 옹색해집니다. 한 바퀴를 지켜볼 만큼 오래 관측된 것이 없어서, 값은 세어지는 것이 아니라 이론에서 이끌어 내지기 때문입니다.
1 나노헤르츠는 0.000000001 헤르츠, 10 억 초에 1 사이클, 0.001 마이크로헤르츠와 같습니다.