GMT(Greenwich Mean Time)와 UTC(Coordinate Universal Time)
현재의 시간의 단위인 초의 정의는 '제13차 CGPM(1967) 결의사항 1'에 의해 다음과 같이 정의되어 있습니다.
"초는 세슘-133 원자(133Cs)의 바닥상태에 있는 두 초미세 준위간의 전이에 대응하는 복사선의 '9 192 631 770 주기' 의 지속시간이다."
The SI unit of time is the second defined as follows: "The second is the duration of 9 192 631 770 periods of the radiation corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the ground state of the cesium 133 (133Cs) atom"
1956년 이전까지 시간표준은 지구의 자전에 의한 태양의 주기적인 운동을 기준으로 정의되었습니다. 그러나 지구는 자전과 함께 태양을 중심으로 공전을 하고 있으며, 이 공전궤도가 타원이기 때문에 자전주기가 일정치 않습니다. 따라서 이를 1년간 평균한 평균태양시(UT0)를 시간의 표준으로 삼아 1956년까지 평균태양일의 86,400 분의 1을 1 초로 정의하여 사용해 왔습니다. 그러나 평균태양일은 여러 가지 이유(조수의 영향, 남극과 북극의 위치 이동, 계절의 영향등)로 하루의 길이가 수시로 변합니다. 지구시계를 불규칙하게 만드는 이런 여러 가지 요인들 때문에 세가지의 서로 다른 시간 척도인 세계시를 만들게 되었습니다. 이것들은 UTO, UT1, UT2 입니다.
UT0 에서 UT2 로 한 단계씩 올라감에 따라 점점 더 균일한 시간척도가 됩니다.
원자시계와 윤초
원자시계 덕분에 1초의 길이는 일분 이내에 10억분의 1초 까지 정확히 결정될 수 있었습니다. 그러나 이 새로운 초의 정의는 지구의 운동과는 전혀 무관하게 독립적이기기 때문에 지구자전의 불규칙성에 기인한 원자시와 세계시가 서로 어긋나는 문제는 여전히 남아있었습니다. 즉 아주 조금씩 변하는 평균태양일에 기초한 시간 변화를 인간은 느끼지 못하며 그 반대로 원자시계는 아주 정확한 시간을 유지합니다. 아주 오랜 시간이 지나면 이 두가지 시간 척도사이에서 많은 오차가 발생합니다. (예를 들어 달력은 3월인데 계절은 한 겨울이라든지...)
원자시와 세계시가 서로 어긋나는 문제를 해결하기 위해 1972년에 윤초가 발명되었습니다. 윤초는 윤년과 비슷한 개념입니다. 즉, 태양 주위를 도는 지구의 위치와 달력의 날짜를 일치시킬 목적으로 매 4년마다 2월 마지막 날에 하루를 더하는 것이 윤년입니다. 이에 비해 윤초는 지구자전의 불규칙성 때문에 발생하는 시간차를 보정하기 위해 일초를 더하거나 빼는 것을 말힙니다. 좀더 자세히 말하면, UTC 는 UT1 과 0.9초 이내에서 항상 일치하도록 만듭니다. 12월이나 6월의 마지막 날 마지막 분에 1초를 더하거나 빼는데, 이때는 1분이 61초가 되거나 59초가 됩니다. 언제 윤초를 적용해야 하는지에 관한 정보는 프랑스 파리에 있는 국제도량형국 (BIPM) 에서 세계 각국에 있는 시간주파수 표준연구실로 알려줍니다.
윤초를 적용해 정확한 원자시계의 장점과 일상생활에서의 편리함 (원자시와 지구자전의 불규칙성 때문에 발생하는 시간차를 상쇄하는) 을 위해 세계 협정시 (UTC: Coordinate Universal Time) 가 탄생했습니다.
GPS와 윤초에 대한 자세한 설명이 담긴 한/글 문서를 소개합니다. 국토지리정보원 측지과 김동규 선생님이 번역하신 글입니다. 문서 다운로드는 이곳을 누르세요.
일본 표준시(JST)를 관장하는 NICT(National Institute of Information and Communications Technology) 에서 제공하는 사이트인 이곳은 세계협정시(UTC) 와 국제원자시(TAI; International Atomic Time) 사이의 시각차와 더불어 윤초를 알기 쉽게 표현한 사이트입니다. 자바와 펄 스크립트로 만들어져 인터넷 트래픽이 많을 경우 실제 표준시와는 얼마간의 차이가 있지만 자신의 컴퓨터 시각이 표준시각 대비 1초 이내로 정확한지 보여주는 기능도 있습니다. 시간이 많이 틀릴 경우 브라우저의 새로고침 단추를 누르세요. 참고로 일본 표준시 (JST) 와 대한민국 표준시 (KST) 는 같은 시간대 (UTC +09:00) 에 있으므로 시간이 같습니다.
1972년(윤년) 에는 두 번의 윤초가 더해져서 현대에 들어 가장 긴 일년이 되었습니다. 지금까지 빼기 윤초를 적용한 경우는 없고 모두 더해지기만 했는데, 1999년 현재 총 32초가 더해졌습니다.
세계 협정시(UTC) 기준 2005년 12월 31일에 윤초가 실시될 예정입니다. 따라서 대한민국 표준시(KST)로 2006년 1월 1일 오전 08시 59분 59초에서 오전 09시 00분 00초로 넘어가기 직전 오전 08시 59분 60초를 삽입해 1분을 61초로 만들게 됩니다. 자세한 사항은 이곳을 참조하세요.
GMT와 UTC
GMT란 1956년 이전 평균태양일을 시간의 정의로 사용했을 때 경도 0° 에서 결정된 평균태양시(UT0)를 말합니다. 그러나 현재는 원자시계의 정확성과 일상생활에서의 편리함을 더한 시간이 쓰이고 있으며 이것이 UTC입니다. 따라서 비록 일상생활에서 GMT와 UTC가 사람이 느낄만큼 큰 차이는 나지 않아 습관적으로 혼용해 사용하고 있지만 UTC라고 해야 옳은 표현입니다. 예를 들면 우리나라의 시간은 GMT보다 9시간 빠르다는 틀린 표현이고 UTC보다 9시간 빠르다라고 해야 옳은 표현입니다.
위의 문서는 한국표준과학연구원 시간주파수연구실 자료실에 있는 내용을 상당부분 참조했습니다.
현재의 정확한 세계협정시(UTC; Coordinate Universal Time) 와 대한민국 표준시(KST; Korea Standard Time)는 이곳에서 알 수 있습니다.