천문학의 기초 지식 - (1) 시각과 시각계통

 

안녕하세요! 우유맛코코레오 입니다.

저는 천문학에 대해 관심을 가지고 있는 엔지니어 출신의 직장인입니다.

제가 일했던 곳은 로봇과 반도체 관련된 업무였고 앞으로 미래는 해당 기술들이 우주 공간이나 다른 행성

나아가 다른 성간에서도 사용할 수 있을것이라는 믿음이 있었습니다.

 

현재는 취미로 글을 적어가며 저의 남은 일생에서는 불가능 하겠지만

다른 분들에게 조금이나마 도움을 드릴수 있고 그로 인해 언제가 될지는 모르겠지만

다른 행성 다른 은하계를 여행하는 그날이 오기를 기대 하고 있습니다.

 

 

오늘 처음글은 기초지식으로 시각과 시각계통에 대한 글을 적어보려 합니다.

 

 우리가 통상의 생활에서 의식하는 시각은 단지 1개입니다. 매시 정각마다 텔레비전이나 라디오 등에서 흘러나온 시각 즉 여러분의 시계가 가리키고 있는 시간이네요. 이 시각의 정확한 값을 알고 싶으면 https://vclock.kr/time/ 으로 확인하여 보세요.

 

 그런데 해외 여행을 가게되면 시간이 달라지죠? 또한 미국 같은 큰 나라에서는 동부, 중부, 태평양, 알래스카, 하와이 등 같은 나라임에도 불구하고 몇가지 다른 시간 속에서 생활하고 있습니다.

이들 각국별로 정해진 시간을 지방시라 합니다. 하지만 천문학에서는 세계 공통의 시각을 사용하는 것이 많아 이를 세계시라고 부르고 있습니다.

 

-세계시

세계시(Universal Time:UT)는 경도의 기준이 되는 그리니치 천문대(영국)의 평균 태양시(GMT)가 됩니다.

여기서는 평균 태양시에 대해서 설명하겠습니다.

하루의 길이를 표현하는 방법에는 3가지가 있습니다. 우선 태양이 남중에 위치하고 다음날에 남중으로 올때 까지의 시간을 시 태양일이라고 합니다.각지에서 태양이 남중에 위치 하는 것은 낮 시간대 입니다.이렇게 정하게 되면  낮에 날짜가 바뀌어 버리게 되며 일상에서는 생활하기 어렵게 되므로, 시 태양일에 하루의 시작은 태양의 시간각+12시간으로 정하고 있습니다.

 

태양은 하늘의 적도에 대해서 23'27' 기울어진 황도상을 1년 걸려서 이동했고 게다가 일정 속도로 움직이고 있는 것은 아닙니다.이는 지구의 궤도가 약간 타원 궤도를 그리고 있기 때문입니다. 따라서 시태양 일 하루의 길이는 끊임없이 변화하고 있습니다.하루가 날마다 달라지면 혼란이 오게 됩니다.

그래서 하늘의 적도상을 일정한 속도로 이동하는 태양을 가상하고 평균 태양이라고 부르기로 했어요. 이 평균 태양이 남중에 위치하고 다음에 남중할 때까지의 시간을 정하게 되면 계절에 상관 없이 항상 일정하게 됩니다. 이를 평균 태양일로 합니다. 그리고 평균 태양일을 바탕으로 정해진 시간을 평균 태양시라고 합니다

 

평균 태양시의 시각과 시태양시에 의한 시각과의 차분을 균시차라고 합니다.그림에 균시차의 1년간의 그래프를 나타냅니다.그래프에서 2월 중순(시태양시가 가장 뒤처져)과 11월 상순(시태양시가 가장 앞서)에 균시차가 가장 커지는 것이나 균시차가 0이 되는 날이 나이 4회 있는 것을 알수가 있어요,

 

-지방 표준시와 지방평시

대한민국 국내와 같은 한정된 좁은 지역에서는 세계시를 사용하기보다 그 지역마다 정해진 지방 표준시(Local Standard Time:LST)를 사용하는 편이 편리하죠. 지방 표준시는 기본적으로는 그리니지 자오선으로부터의 리각 15'마다 세계시에 1시간을 가감함으로써 주어지고 있습니다.

그리니치에서 동쪽로 향할 경우에는 더하고 서쪽으로 향할 경우에는 줄입니다. 대한민국의 경우에는 동경 135'(아카시)을 표준 자오선으로 있으며(135'÷15'=)9시간을 시차로 세계시에 더한 것을 대한민국 표준시( Korean Standard Time:KST)로 규정합니다.

 

서울과 독도와의 경도 차는 4'도 정도 됩니다. 태양은 동쪽에서 서쪽으로 향하고 1시간에 약 15'씩 이동합니다.그래서 독도에서는 서울보다 약 19분 가까이 태양이 남중에 더 있게 되죠.

그럼 서울에서 태양의 궤적을 균시차에 맞게 보정하려면 어떻게 해야 할까요? 간단하게 독도와의 시간차인 19분을 더하면 되겠네요.

사실은 천문학에서는 이 서울 시간에 상당하는 시간의 생각도 사용되고 있습니다. 이를 지방 평시(Local Mean Time:LMT)라고 합니다.지방 평상시에는 각 경도마다 고유의 값이 됩니다. 다시말하자면, 세계시에 경도 차(시간 단위로 환산)을 그대로 가감한 것으로 됩니다.

 

-타임존

자, 지방 표준시로 각국의 시간이 정해진 것이지만, 동서로 긴 나라에서는 1개의 표준 자오선만으로는 실제 생활과의 차이가 생깁니다.
예를 들면 지난 미국 등이 좋은 예입니다.미국 본토만 보더라도, 동서로 약 4500km, 경도에 60'근처에도 이릅니다.서울과 독도만 해도 19분의 시간 차이가 있었기 때문에 미국의 경우 큰일이 나타나죠. 만약에 미국 중앙부에 표준 자오선을 1개만 만들어 봅시다. 지금 표준 자오선상에서 정오의 태양이 남중하고 있다고 한다면 동해안의 뉴욕의 태양은 이미 2시간 전에 남중을 지나가고 있고, 서해안의 샌 프란시스코의 태양은 남 중의 2시간 전이 됩니다.이래서는 일상 생활을 하기 어려지게 됩니다. 그래서 미국내에(본토 내) 4개 지역으로 분할하고 각각의 표준시를 마련하고 있는 것입니다.당연히, 본토에서 떨어진 알래스카와 하와이에선 더 시간 차이가 커지거든요, 여기에도 독립된 표준시가 마련되고 있습니다.결국 1개 국가에 6개의 다른 시간이 존재하고 있습니다.이런 지역 구분을 타임 존 이라고 합니다.

 

-그레고리력과 율리우스력.

현재 우리가 일상에서 사용하고 있는 일수의 계산은 지구가 태양을 1바퀴 도는 데 필요한 날수(1회귀년=365.2422일)을 365일로서 세고 매년 남짓 되는 0.2422일 분의 오차를 수정하기 위해서, 4로 떨어진다 해를 윤년으로 하루 늘린다(1년=366일), 100으로 나누어진다 해를 평년(1년=365일)이라며 다만 400으로 나누어진다 나이는 윤년으로 한다고는 방법으로, 그레고리오력이라고 불립니다.

유럽 등에서는 이전에 율리우스력이라고 하는 날의 개념이 사용되고 있었습니다.이는 1회귀 나이를 365.25일로 한 것으로 실제 1회귀 나이인 365.2422일 차의 보정은 하지 않는 날 나이입니다.즉, 4로 떨어진다 나이를 꼭 윤년으로 하자는 것입니다.그래서 오차가 점점 누적되어 버렸습니다.

거기서 오차 분을 수정하기 위해서, 율리우스력의 1582년 10월 5일을 그레고리력의 10월 15일이라며 현재의 그레고리력으로 전환했습니다.

또한 영국이 율리우스력에서 그레고리력으로 전환한 것은 1752년 11월 24일부터이고, 일본에서는 1873년 1월 하루에서 그 이전에 사용된 태음 태양력에서 그레고리력으로 전환되었습니다.

이처럼 각국의 다른 달력을 사용하고 있었기 때문에 옛 문헌 등을 조사하면서는 주의가 필요합니다.

그레고리력은 현재 세계에서 사용되는 달력지만 1년의 일수가 해마다 달라거나 월의 날짜가 달에 의해서 달라거나 불편한 점도 많이 있습니다.그곳에서 쓰는 것이 율리우스 날입니다.

 

-율리우스일로 준 율리우스일

율리우스일(Julian Day:JD)은 세계시의-4712년(BC4713년)1월 하루 12시를 0으로 한, 통일 수의 값입니다.율리우스일 하루는 세계시의 정오에 시작합니다.그리고 시각은 날의 소수로 나타납니다.

가령 2000년 1월 하루 0시(UT)는 율리우스일에서는 2451544.5일이 됩니다.기산일부터 6700여년의 세월이 경과하고 있으니까, 엄청난 수에 되어 있어요. 또 날짜의 전환점이 실제 그레고리오력과 달리 있는 것도 불편하다는 이유로, 1973년 국제 천문 연맹(International Astronomical Union:IAU)에서 1858년 11월 17일 0시(UT)JD=2400000.5일을 새 기산일로 하는 준 율리우스일(Modified Julian Day:MJD)이 채택되었습니다.