국제단위계(SI) 7대 기본단위란?
국제단위계(SI, 프랑스어 Système international d'unités)는 전 세계가 공통으로 쓰는 측정 단위 체계입니다. SI의 핵심은 단 7개의 기본단위이며, 우리가 일상과 과학에서 쓰는 거의 모든 단위(속도 m/s, 힘 N, 압력 Pa, 에너지 J 등)는 이 7개의 곱·나눗셈으로 만들어지는 유도단위입니다. 7대 기본단위는 미터(m, 길이), 킬로그램(kg, 질량), 초(s, 시간), 암페어(A, 전류), 켈빈(K, 열역학적 온도), 몰(mol, 물질량), 칸델라(cd, 광도)입니다.
2019년 SI 재정의 — 인공물에서 기본상수로
2019년 5월 20일(세계 측정의 날)부터 7대 기본단위가 모두 변하지 않는 7개 기본 물리상수의 고정 수치로 다시 정의되었습니다. 이전에는 킬로그램이 프랑스 파리 국제도량형국(BIPM)에 보관된 백금-이리듐 합금 원기(국제 킬로그램 원기, IPK)라는 실제 물체로 정의되어 있었는데, 금속이 미세하게 오염·마모되면 세계의 1kg 기준 자체가 흔들리는 문제가 있었습니다. 새 정의에서는 플랑크 상수 h를 정확히 6.62607015×10⁻³⁴ J·s로 고정함으로써, 더 이상 어떤 특정 물체에도 의존하지 않게 되었습니다. 마찬가지로 암페어는 기본전하 e, 켈빈은 볼츠만 상수 k, 몰은 아보가드로 수 N_A로 정의가 바뀌었습니다. 미터(빛의 속력 c)와 초(세슘 원자 진동수)는 이미 상수 기반이었으나, 새 체계에서 모든 단위의 정의 방식이 통일되었습니다.
유도단위 예시
속도 = 길이÷시간 → m/s, 힘(뉴턴 N) = kg·m/s², 압력(파스칼 Pa) = N/m², 에너지(줄 J) = N·m, 일률(와트 W) = J/s, 전압(볼트 V) = W/A 처럼 모든 유도단위는 7대 기본단위의 조합으로 표현할 수 있습니다. 즉, 이 7개만 정확히 정의하면 측정 세계 전체가 일관되게 정의되는 것입니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q. SI 기본단위는 몇 개인가요?
A. 7개입니다 — m, kg, s, A, K, mol, cd. 다른 단위는 모두 이들의 유도단위입니다.
Q. 2019년 SI 재정의는 무엇이 바뀐 건가요?
A. 7대 기본단위가 모두 변치 않는 기본 물리상수의 고정값으로 정의되었습니다. 특히 킬로그램이 원기(물체)에서 플랑크 상수 기반으로 바뀌었습니다.
Q. 킬로그램은 왜 원기에서 상수 기반으로 바뀌었나요?
A. 백금-이리듐 원기는 시간이 지나며 질량이 변할 수 있어 절대 기준으로 부적합했습니다. 변치 않는 플랑크 상수 h로 정의해 어디서나 재현 가능해졌습니다.