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자각이야말로 인간과 동물이 다른 점이다. 인간은 탄생과 삶, 죽음을 인식하고 있다. 또한 시간의 흐름을 인식할 수 있기 때문에 우리는 인생의 흐름을 추정할 수 있다. 시간은 우리 일생에 많은 영향을 끼치기 때문에 얼마나 더 많은 시간이 남았는지 알기 위해서는 시간의 흐름을 측정해야만 했다.
고대부터 인간은 계절의 주기적인 변화와 달의 위상 변화 그리고 하늘을 가로질러 움직이는 행성들의 운동을 연구했다. 초기에는 시간의 흐름을 나타내기 위해 태양과 같은 천체의 운동을 기준으로 삼았다.
삭, 초승달, 상현달, 차오르는 보름달, 보름달, 기우는 보름달, 하현달, 그믐달
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해시계
초기의 해시계는 기원전 약 3500년경부터 사용되었다. 이 해시계는 그노몬(gnomon)이라고 불린 막대와 태양의 움직임을 나타내는 눈금이 새겨진 판을 사용해서 만들었다. 햇빛이 비추는 날에만 사용할 수 있었기 때문에 해시계는 흐린 날이나 밤에는 장식용으로 이용되었다.
촛불
일정한 비율로 타들어가는 촛불도 시간의 흐름을 측정하는 데 사용되었다. 이를 위해 촛불의 옆면에 대략 한 시간 간격으로 밴드를 붙여 표시를 해놓았다.
진자시계
진자의 사용은 시간의 측정이 한층 정교해졌다는 것을 의미한다. 진자는 진자의 속도나 진폭에 관계없이 한 번 왕복하는데 항상 같은 시간이 걸린다. 진자가 천천히 흔들리게 되면 진폭이 작아져 느려진 속도의 영향을 상쇄해주기 때문이다. 이것은 진자의 왕복 운동이 시계처럼 작동할 수 있다는 것을 의미한다.
수정 디지털시계
수정 결정에 교류가 흐르면 결정이 매초 수백만 번씩 진동하게 된다. 이 진동은 일정하기 때문에 시간을 측정하는 기준으로 이용할 수 있다. 1930년대와 40년대에 개발된 수정 이용 기술은 진자를 이용한 시계보다 훨씬 정밀하게 시간을 측정할 수 있도록 했다.
원자시계
원자시계는 특정한 원자의 공명 진동수를 이용해 시간의 흐름을 매우 정확하게 측정할 수 있다. 원자의 에너지 교환은 규칙적인 펄스를 만들어내는데 이 펄스 측정을 통해 시간을 알 수 있다.
SI 표준에서는 세슘-133원자가 내는 전자기파 주기의 9,192,631,770배를 1초로 정해서 사용하고 있다.
그리니치 표준시와 세계시
그리니치 표준시(GMT)는 영국의 그리니치에 있는 왕립 천문대가 위치한 경도 1°를 기준으로, 지역에 따라 달라지는 시간 때문에 벌어지는 혼란을 방지하기 위해 설정된 시간이다. 00.00 GMT는 처음에는 정오였지만 1925년부터 자정으로 바뀌어, 날짜가 저녁에 바뀌도록 했다. 하지만 모든 국가가 이 시간을 사용하는 것이 아니기 때문에 지역에 따른 혼란은 아직도 존재하고 있다.
1928년 국제 도량형 기구는 그리니치 표준시를 세계시로 바꿨다. 그러나 이것은 그리니치 표준시를 세계시로 이름만 바꾼 것일 뿐 그리니치 표준시를 나타내는 ‘GMT’ 라는 용어는 영어권에서는 아직도 계속 사용되고 있다.
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천문학적 측정
우주는 상상할 수도 없을 만큼 광대하다. 비교적 최근에 와서야 우주의 크기를 어느 정도 짐작할 수 있게 되었으며, 수학적으로 설명하기 위해서는 우주의 크기를 측정하는 새로운 방법의 개발이 필요하다는 것을 알게 되었다. 진공 속에서의 빛의 속도가 일정하다는 것을 알고 있고 우주는 대부분 진공이라는 것을 알고 있기 때문에 우주에서 빛이 진행하는데 걸리는 시간을 우주의 거리를 나타내는 단위로 사용할 수 있다.
| 단위 | 정의 |
|---|---|
| 빛의 속도 | 299,792㎞/s |
| 광년 | 빛이 1년 동안 가는 거리. 9.46053×1012㎞ |
| 천문단위(AU) | 태양에서 지구까지의 평균거리. 149,597,870㎞ |
| 파세크 | 연주시차가 1초가 되는 거리. 3,26광년 |
| 킬로파세크 | 1,000파세크 |
| 메가파세크 | 1,000,000파세크 |
수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 명왕성(외행성)
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만약 윔블던 테니스장을, 중앙에 태양이 위치하고 명왕성을 가장자리에 있도록 한 태양계라고 했을 때 이 크기를 기준으로 하여 태양으로부터 가장 가까운 별(켄타우루스 자리의 프록시마)을 배치한다면 이 별은 남아프리카의 요하네스버그에 있어야 한다.
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글
영국 과학박물관의 과학자이자 수학자로, 옥스퍼드 사전 편찬 작업에 컨설턴트로 참여했다. 테크놀로지, 우주 등 다양한 과학 분야에서 일반인을 위한 작품을 집필 중에 있다.
