01 · 정의
하루는 정확히 86 400초, 곧 스물네 시간이다. 이것은 SI 초를 통한 정의이지 지구의 자전을 통한 정의가 아니다. 행성은 더 이상 거기에 매여 있지 않으며 평균하여 하루에 일 밀리초쯤 뒤진다.
하루는 사실 여러 가지가 있다. 항성일은 먼 항성에 대한 지구의 한 바퀴에 걸리는 시간으로 스물세 시간 오십육 분이다. 태양일은 두 정오 사이의 시간이며 더 길다. 지구가 도는 동안 궤도 위를 거의 일 도 나아가므로, 태양이 다시 남쪽에 오게 하려면 그 사 분을 더 돌려야 한다. 한 해 동안 남는 회전은 정확히 항성일 하나가 된다. 한 해에 항성일은 366, 태양일은 365이다.
그러나 태양일도 일정하지 않다. 궤도는 타원이고 겨울에는 지구가 더 빨리 나아가므로 더 많이 돌려야 한다. 자전축은 기울어 있고, 운동을 천구 적도에 투영한 것은 계절에 따라 달라진다. 두 효과가 겹쳐 가장 긴 진태양일과 가장 짧은 진태양일 사이에 일 분쯤의 퍼짐이 생긴다. 평균태양일은 꾸며 낸 것이며, 천문학자들이 그것을 들여온 까닭은 다름이 아니라 시계가 고르지 않게 갈 수 없기 때문이다.
참시각과 평균시각 사이에 쌓이는 차이를 균시차라 한다. 그 때문에 해시계는 빨라지기도 하고 늦어지기도 하며, 한 해 동안 같은 시각에 찍은 태양은 하늘에 여덟 자를 그린다 — 아날렘마이다. 이것은 기구가 그리는 것이 아니라 같은 하루에 대한 두 정의의 어긋남이 그리는 유일한 도형이다.
왼쪽은 아날렘마이다. 한 해 동안 같은 시계 시각에 놓인 태양의 위치이다. 가로는 균시차, 세로는 적위. 오른쪽은 그날 진태양일의 길이를 반듯한 스물네 시간과 견준 것이다. 두 번째 슬라이더는 시간대 안에서 위치를 옮기며 벽시계로 정오가 언제 오는지를 보여 준다.
하루 동안 지구는 궤도 위를 일 도쯤 나아간다. 항성에 대한 회전은 이미 끝났지만 태양이 옮겨 갔으므로 행성은 조금 더 돌려야 한다 — 바로 그 사 분이다.
02 · 환산
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하루는 분·시와 함께 쓰도록 허용되어 있으나 접두어는 붙이지 않는다. 「킬로일」은 어느 규격에도 없다. 더 긴 기간에는 해로, 더 짧은 기간에는 시로 넘어간다.
천문학의 율리우스일은 정확히 86 400 SI 초이며 그 이상 아무것도 아니다. 기원전 4713년 1월 1일 정오부터의 끊이지 않는 셈으로, 달도 윤년도 달력 개혁도 없다. 바빌로니아 서기가 적어 둔 일식을 어제의 측정과 견줄 수 있는 것은 바로 이 덕분이다.
화성의 하루는 우리 것보다 삼십구 분 길다. 탐사차 운용 팀은 임무의 첫 몇 달 동안 그것에 맞추어 살면서 근무 시간을 매번 사십 분씩 옮겨야 했다. 다섯 주쯤이면 근무표가 문자판을 한 바퀴 돌았다.
| 비고 | |||
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03 · 크기의 차수
다른 세계의 하루04 · 측정 기기
행성의 자전을 무엇으로 붙잡는가
자오선 면에 엄격히 고정된 통. 오르내릴 수만 있다. 천문학자는 별이 실을 지나는 순간을 붙잡고, 그런 통과의 줄에서 항성일의 길이가 나온다. 두 세기 동안 이것은 존재하던 가장 정확한 시계였다. 정확했던 것은 다름이 아니라 하늘 자체가 진자 노릇을 했기 때문이다.
진공 용기 속의 자유 진자와, 바깥에서 그것에 이끌리는 쌍둥이 진자. 1930년대에 이런 시계는 지구의 자전보다 정확해졌고, 행성이 시각표를 지키지 않는다는 것을 처음으로 보여 준 것도 이 시계였다.
1967년부터 초는 세슘 원자의 전이로 정의되었고, 하루는 정확히 86 400개의 그런 초가 되었다. 행성과의 끈은 끊어졌다. 지구가 빨라지든 늦어지든 하루는 머리카락 한 올만큼도 달라지지 않는다.
서로 다른 대륙의 안테나 두 대가 같은 퀘이사를 듣고, 신호가 닿는 시간 차이에서 지구의 방향을 밀리초의 몇 분의 일까지 정한다. 오늘날 하루의 길이는 이렇게 잰다 — 하늘에 견주어 검사받는 쪽은 행성이지 그 반대가 아니다.
05 · 표기 규칙
d는 소문자, 접두어는 붙지 않는다
국제 기호는 점 없는 소문자 d이다. 한국어로는 「일」이라 적기도 한다. 대문자 D는 디옵터가 차지하고 있으므로 대소문자는 아무래도 좋은 일이 아니다. 조립단위에서 하루는 가운뎃점이나 빗금과 함께 쓴다: mg/(kg·d), mm/d.
마지막 줄은 트집이 아니라 실제 장애의 근원이다. 윤초가 있는 하루에는 초가 86 401개 있고, 정확히 86 400을 전제한 코드는 그날 부서진다. 2012년에 그러했고 2015년에 다시 일어났다.
06 · 이웃 단위
하루는 시와 해 사이에 서 있으며, 두 이음매가 저마다의 방식으로 딱 떨어지지 않는다. 하루에는 정확히 스물네 시간이 있지만 한 해에는 365.2422일이 있고, 어떤 반올림도 그 나머지를 없애지 못한다. 그저 달력으로 옮길 뿐이다.
하루의 1/24
86 400 s
365.25 d
금성에서는 첫 관계식의 부호가 뒤집힌다. 반대로 자전하므로 그 태양일은 항성일보다 짧다. JD는 율리우스일, 천문학을 위한 끊이지 않는 날의 셈이다.
07 · 역사 부문
하루는 어떻게 지구에서 떨어져 나왔는가
초는 평균태양일의 1/86 400로 정의된다. 이 정의는 한 세기 반 가까이 버텼고 흔들리지 않아 보였다. 지구는 손에 넣을 수 있는 가장 믿을 만한 시계였다.
수정시계와 진자시계가 그것을 보여 준다. 하루의 길이는 한 해 동안 밀리초 단위로 흔들린다. 탓은 기단의 계절적 재배치와 조석에 있다. 행성은 강체가 아니며 시각표를 지키지 않는다.
타협이다. 시계는 원자에 따라 가지만, 몇 해마다 눈금에 초 하나를 끼워 넣어 정오가 태양에서 멀어지지 않게 한다. 반세기에 스물일곱 번의 삽입. 모두 기구 없이는 아무도 알아채지 못하는 차이를 위해서다.
총회는 초를 끼워 넣는 일을 그만두기로 정한다. 태양에서 벗어나는 것이 누구를 성가시게 하는 것보다, 디지털 체계가 그것 때문에 부서지는 일이 더 잦기 때문이다. 2035년까지 눈금은 행성에서 끝내 갈라선다.
현상과 더 이상 맞지 않게 된 단위
조석 마찰이 지구를 제동한다. 달이 바다를 당기고, 융기는 자전에 뒤처져 행성을 붙든다. 하루는 한 세기에 1.8 밀리초쯤 길어진다 — 데본기에는 스물두 시간에 못 미쳤고, 산호의 성장 줄이 그것을 뒷받침한다. 한 해에 400개쯤이다.
그러므로 오늘의 하루는 그 이름의 유래가 된 현상에서 정직하게 떨어져 나온 단위이다. 86 400초는 수이고, 행성의 자전은 거기에 더 이상 들어가지 않는 과정이다. 차이는 윤초가 메우며, 2035년부터는 그저 쌓이도록 둘 것이다.
목록 · 측정 단위
양마다 하나의 자료표
SI 기본단위 일곱, 고유한 이름을 가진 유도단위 스물둘, 그리고 그것 없이는 기술도 달력도 굴러가지 않는 계 밖의 양들.