영구기관

• 永久機關, (영어: Perpetual-Motion Machine)

개요

열역학법칙을 거스르는 장치. 열역학법칙을 하나라도 거스르게 된다면, 영구기관에 속하게 된다. 쉽게 말하자면 외부로부터 에너지의 공급 없이 무한히 작동하는 기관을 의미한다. 만들어지기만 한다면 광속돌파 같은 것도 가능할 것이다.

지금까지 수많은 연구와 노력이 있었지만, 아직까지 실제로 작동하는 영구기관은 발견된 적도, 발명된 적도 없다(...) 하지만 아직도 영구기관에 대해 연구하는 사람들은 많다. 주호민의 만화인 무한동력은 영구기관을 소재로 하고 있다.

총 3종의 영구기관이 존재한다.

종류

• 1종 영구기관(PMM1): 열역학 제1법칙을 거스른다. 에너지를 생산함으로써 투입한 에너지보다 산출되는 에너지가 더 큰 기관
• 2종 영구기관(PMM2): 한번 에너지를 투입하면 계속하여 운동을 유지하는 기관
• 3종 영구기관 : 절대영도에 도달하는 기관

가능성

결론부터 얘기하면 그런 거 없다.고양이와 식빵이면 가능하다 열역학 법칙에 정면으로 위배되기 때문. 열역학에 대해서 제대로 배웠다면 에너지 보존법칙과 엔트로피의 법칙과 절대영도의 불가능성에 대해 들어봤을 것이다. 그나마 가능성이 있는 것이 2종 영구기관이지만, 이 역시 실제로 마찰과 같은 것으로 열에너지로 손실되는 에너지가 발생하기 때문에 결국은 어느 순간에는 기관이 정지하게 되는 것. 누가 영구기관을 만들었다고 가져오면 그냥 사기꾼이라고 생각하면 된다.

아니면 만든 사람이 자신이 만든 물건의 작동원리를 제대로 파악하지 못해, 실제로는 태양으로부터 에너지를 얻어서 돌아가는 것처럼 외부에서 에너지가 꾸준히 공급되어 작동하는 것을 영구기관으로 착각하는 경우다.

실제로 미국 특허청에는 몇가지 영구기관 디자인이 등록이 되어 있다(...) 다만 특허라는 것의 특성상, 실제로 실행된다기 보다는 그저 기계장치의 설계에 대해서만 특허가 인정된 것이지, 영구기관이 가능하다는 뜻은 아니다. 미국 특허청은 1918년 이후에는 영구기관에 대해 등록을 허가하지 않고 있다.

하지만 아직도 확고한 신념과 과학에 대한 무지와 희망을 가지고 있는 사람들이 존재하기에 영구기관 특허를 등록하려고 하는 경우는 종종 있다. 실제로 1982년 미국의 한 발명가가 수백 킬로그램의 자석과 수 킬로미터의 구리 선을 이용해서 배터리 소비 전력보다 더 큰 전기를 생산할 수 있는 장치를 발명했다고 주장했고, 당연히(...) 특허청은 나가리기각했다. 그러나 그 발명가는 꿋꿋하게 자신의 주장을 굽히지 않았다. 결국 1985년 미 국립 표준국 (National Bureau of Standards)에서 실험 결과, 그냥 밧데리로 돌아가는 장치(...)라는 결론을 내렸지만, 그래도 그 발명가는 자신의 장치가 영구기관이 아니라는 사실을 납득하지 못했다고 한다(...)

단, 다중우주론에서는 가능할 수도 있는데, 이는 다른 우주에서 에너지를 끌어다 쓰는 방법을 사용하는 것이다. 물론 에너지를 빨리는 우주는 어느 순간에 쪼그라들 수 있다. 범우주적으로 보면 영구기관이 아닌 셈이지만. 그리고 이렇게 연결되는 우주라면 그쪽 우주의 외계인이 가만히 있을지도 의문.

의의

과거 열역학법칙이 알려지기 전에는 기관의 효율을 높이면 영구기관을 만드는 것이 가능하다고 생각하던 시대도 있었다. 그리고 별의별 시도를 다 해 보면서 기관의 효율이 높아지게 된 것 자체는 그나마 긍정적인 결과물이라고 할 수 있다. 그리고 열역학 교과서가 조금 더 두꺼워졌다