지구가 돌 때마다 생기는 미세 전류?

 

지구가 돌 때마다 생기는 미세 전류?

지구 자전 에너지로 전기를 뽑아내려는 200년 숙제, 2025년 프린스턴 실험이 다시 불을 지폈습니다. “17 μV”―세포 하나가 내는 전압 수준이지만, ‘안 되는 일’이라 여겨졌던 금기를 깨뜨린 결과입니다.

목차

• 1. 고전 물리학이 내린 “불가능” 판정
• 2. “균형을 찌그러뜨려라”―프린스턴의 반전 아이디어
• 3. 아직 끝나지 않은 논쟁
• 4. 실용화 가능성은?
• 5. 과학이 주는 메시지
• 맺으며

1. 고전 물리학이 내린 “불가능” 판정

• 전자기 유도 법칙 ― 코일을 자석에 대해 상대적으로 움직일 때 기전력이 생긴다.
• 지구 자기장은 거의 균일하며, 지표 위의 도체가 지구와 같이 회전하므로 상대 속도가 0.
• 결론: 지구 자기장에 “얌전히 앉아 있는” 도체에서는 전류가 발생하지 않는다.

비유 : 시속 100 km로 달리는 버스 안에서 물을 따를 때 컵과 물병이 함께 움직이므로 물이 쏟아지지 않는 것과 같다.

2. “균형을 찌그러뜨려라”―프린스턴의 반전 아이디어

핵심 설계	이유
Mn–Zn 페라이트	자기장이 천천히 스며들어 내부에 비대칭 전위 형성
속 빈 원통 (30 cm × 9 cm)	자기선이 내부에서 뒤틀리며 ‘완전 상쇄’를 방지
지구 회전 벡터 ⟂ 자기장 ⟂ 원통축	플레밍 왼손 법칙 3축 정렬로 전압 극대

암실에서 배경광·열 노이즈를 제거한 뒤 측정된 값은 17 μV DC였습니다. 원통의 방향을 바꾸면 전압이 소멸 또는 부호 반전되어 지구 자전에 반응함을 확인했습니다.

3. 아직 끝나지 않은 논쟁

• 재현성 ― 다른 위도·실험실에서 같은 결과가 나와야 한다.
• 노이즈 제거 ― 열전·RF 유도를 완전히 배제했는가?
• 에너지 보존 ― 출력이 입력(지구 회전에너지)과 동일선상인지 명료화 필요.

4. 실용화 가능성은?

분야	필요 전력	잠재 적용 시나리오
저전력 IoT 센서	μW 이하	극지·심해·오지 등 배터리 교체 곤란 지역
우주 탐사선	nW–μW	태양광이 닿지 않는 음영 크레이터 탐사 로봇
신경 임플란트/BCI	μW 급	뇌 내 칩의 ‘평생 전원’ 실현 가능성

스케일업 로드맵: 다중 원통 직·병렬 연결 → 신소재 탐색 → 회전·진동 하이브리드 조합.

5. 과학이 주는 메시지

1925년 전자 스핀, 1960년대 초기 태양전지, 2000년대 전기차… 초기에는 ‘미친 아이디어’로 불렸던 발견들이 산업 지형을 바꾼 예는 많습니다.

“당신의 이론이 미쳐 보이지 않는다면, 틀렸을 가능성이 높다.” ― 닐스 보어

맺으며

지구는 매초 2.6 × 10³⁶ J의 거대한 운동에너지를 품고 있습니다. 이번 실험은 그 에너지 중 극히 미세한 조각을 직접 전기로 바꾸는 통로가 ‘원천적으로’ 닫힌 것이 아님을 보여주었다는 점에서 학술적 가치가 큽니다.

앞으로 우리는 다음을 지켜봐야 합니다.

1. 다른 위도·소재로 동일 결과 확보
2. 출력 상승 곡선(선형 vs 로그) 규명
3. 장치 제작·유지 에너지 대비 회수 전력 분석

세 관문을 통과한다면 ‘지구가 돌기만 하면 충전되는’ 초저전력 시대의 새 풍경이 열릴지도 모릅니다. 답은 실험과 시간에 있습니다.

 

지구 자전으로 얻는 전류