율리우스 적일
체계 밖의 단위 · 양: 끊이지 않는 날 세기 속의 한 순간
한 관측의 날짜에서 다른 날짜를 빼야 하는 천문학자는 난처한 자리에 놓인다. 둘 사이에는 길이가 제각각인 달들이, 윤년이, 그레고리력으로 넘어가며 지워 버린 열흘이 놓일 수 있고, 옛 식이 걸린 일이라면 서로 맞지 않는 연대 셈법이 여럿 더 놓인다. 율리우스 적일은 이 모두를 한꺼번에 걷어낸다. 그저 날을 차례로 번호 매길 뿐, 달도 없고 영년도 없기 때문이다. 오늘은 세기의 시작으로부터 번째 날이 흐르고, 어제는 그 앞의 날이 흘렀으며, 두 관측의 차이는 빼기로 구해진다.
세기의 기점을 요제프 스칼리게르는 율리우스력으로 우리 시대 이전 4713년 1월 1일에 두었다. 거기서 무슨 일이 있어서가 아니라, 그 점에서 연대에 쓰이던 세 달력 주기가 한꺼번에 시작되었기 때문이다. 날은 정오부터 시작하게 했는데, 이것이 다행이었다. 관측의 한 밤이 통째로 하나의 정수 안에 들어가는 반면, 달력 날짜는 그 한가운데서 바뀐다. 이 세기에는 흠이 하나 있으나 눈에 띈다. 수가 이백오십만을 넘어섰고, 온전히 적지 않으려고 1957년에 더 짧은 수정 날짜를 들여왔다.
01 · 정의
율리우스 적일은 율리우스력으로 우리 시대 이전 4713년 1월 1일 정오부터 지난 날의 수이며, 흐르는 날의 지난 몫을 세는 소수부가 딸린다. 소수 없는 정수의 날수를 율리우스 적일수라 하고, 일곱 자리를 적지 않으려고 날짜에서 2 400 000.5를 빼어 수정 율리우스 적일을 얻는다. 그 하루는 이미 자정에 시작한다.
정오를 하루의 시작으로 삼은 것은 관측자를 위해서다. 저녁부터 아침까지의 밤이 율리우스 날의 한가운데에 놓이고, 한 근무의 기록은 모두 같은 정수를 받는다. 그런데 달력에서는 그 밤 한가운데서 날짜가 바뀐다. 수정 날짜에서 기점이 자정으로 옮겨진 것은 바로 그것이 망원경이 아니라 인공위성의 전파 추적을 위해 만들어졌기 때문이다. 거기서는 근무가 밤낮없이 돌아가고, 기록을 민간 달력에 맞추는 편이 수월하다.
이 날짜를 율리우스라 부르는 것은 율리우스력 때문이 아니라, 지은이의 아버지 율리우스 카이사르 스칼리게르 때문이다. 달갑지 않은 겹침이지만 이제 와서 바로잡을 사람은 없다. 기점 자체는 스칼리게르가 셈으로 골랐다. 세 연대 주기를 잡았으니 스물여덟 해의 태양 주기, 열아홉 해의 달 주기, 열다섯 해의 인딕티오가 그것이고, 셋이 함께 시작하는 해를 찾은 것이다. 이 수들의 곱은 7980년을 주며, 그런 다음 점은 3268년에야 온다.
율리우스 적일은 그 자체로 어떤 시간 눈금도 정하지 않고, 한 순간을 적는 방식만 준다. 그래서 엄밀한 글에서는 소수부를 어느 눈금에서 잡았는지 밝힌다. 관측에는 JD(UTC), 역표에는 JD(TT), 광도곡선을 다룰 때는 질량중심 보정까지. 별빛이 지구 궤도의 여러 점에 이르는 시각이 열여섯 분까지 차이 나기 때문이다.
미끄럼쇠로 세계시 안에서 시간을 몰며 두 표를 지켜보라. 금빛은 정오의 율리우스 날 경계이고, 붉은빛은 민간 자정이다. 망원경이 일하는 동안 붉은 줄은 근무 한가운데를 지나가고 달력 날짜가 바뀌지만, 금빛 줄은 멀리 옆에 남는다. 그래서 그 밤의 기록은 모두 하나의 정수를 지닌다.
먼 별의 빛은 1월과 7월에 지구로 같은 때에 닿지 않는다. 지구 궤도의 지름을 열여섯 분 반에 건너기 때문이다. 변광성의 광도곡선에 이 양은 엄청나며, 그래서 관측을 태양계 질량중심으로 옮기고 질량중심 율리우스 적일 BJD로 적는다. 이 보정을 소홀히 하면 별 자체에는 없는 거짓 주기 변화가 그려진다.
02 · 환산
날짜나 날의 번호를 넣으세요
모든 줄인 형태 사이의 환산은 정확하다. 율리우스 적일과 갈라놓는 것이 빼낸 상수뿐이기 때문이다. 달력 줄은 보통의 방법으로 셈하지만, 소수부의 눈금은 시간을 어디서 잡았는지에 달렸다. UTC의 JD와 지구시의 JD는 오늘 69.2초 다르다.
1582년 이전의 날짜를 이 장은 율리우스력으로 읽는다. 연대학의 관례대로다. 달력 전환은 이 장의 세부 설정 가운데 있다.
율리우스 적일과 수정 날짜의 소수부는 반나절 어긋나 있고, 그래서 정수의 MJD는 자정에, 정수의 JD는 정오에 떨어진다. 이 반나절의 잘못은 기록고의 관측을 다룰 때 가장 잦다. 한 계열 안의 차이는 망치지 않지만, 계열을 이어 붙일 때 변광성의 위상을 꼭 반주기만큼 밀어 버린다.
| 값 | 비고 | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · 크기의 차수
로그 눈금: 하루부터 주기 전체까지04 · 측정 기기
무엇으로 관측에 날짜를 붙이는가
한 세기 반 동안 관측의 날짜는 손으로 일지에 적혔고, 율리우스 적일수가 편했던 것은 바로 근무 한가운데서 바뀌지 않았기 때문이다. 그렇게 모인 변광성 광도곡선 기록고는 오늘도 일에 쓰인다. 끊이지 않는 세기가 없었다면 열아홉 세기의 관측을 오늘의 것에 잇기란 거의 불가능했을 것이다.
항성일은 태양일보다 거의 사 분 짧고, 관측자의 시계는 별에 맞춰 갔다. 망원경을 셈 없이 적경으로 겨눌 수 있게 하려는 것이었다. 그러나 관측을 항성시로 적을 수는 없다. 차이를 구하는 데 쓸 수 없기 때문이다. 그래서 곁에는 늘 두 번째 시계, 민간시 시계가 있었고, 일지에 들어간 것은 바로 율리우스 적일이었다.
오늘의 어느 영상이든 머리글에는 노출의 처음과 끝이 적히고, 측광에는 그 한가운데를 잡는다. 그것은 수정 날짜로 적는다. 더 짧아서 자릿수를 잃지 않고 보통의 부동소수점 수에 들어가기 때문이다. 온전한 율리우스 적일은 정수부에서 정밀도를 죄다 먹어 버린다.
관측은 제 날짜를 벽시계가 아니라 위성 체계의 신호를 잡는 수신기에서 받으며, 표의 정확도는 수십 나노초에 이른다. 수신기는 시간을 UTC 눈금으로 주므로, 처리하는 이가 스스로 날짜의 소수부를 지구시로 옮긴다. 그때의 치우침과 32.184초의 상수를 더해서.
05 · 표기 규칙
눈금을 밝히지 않은 날짜는 온전하지 않다
표기는 대문자로, 점 없이 적고, 수 자체는 사이를 띄워 가른다. 소수부를 어느 눈금에서 잡았는지는 괄호에 밝힌다. UTC의 JD와 지구시의 JD 사이에 일 분이 넘게 있기 때문이다. 세기의 형태는 섞지 않는다. 수정 날짜에는 제 상수와 제 자정이 있고, 거기에 「JD」를 붙이는 일은 초고에서도 허용되지 않는다.
첫째 표기는 수정된 수에 남의 표기를 걸어 순간을 이백오십만 날 밀어 버린다. 둘째는 표기 안에 점을 찍는데, JD에도 MJD에도 그리하지 않는다. 셋째는 바로 그 반나절을 잃는다. 그 반나절 때문에 한 형태는 정오에, 다른 형태는 자정에 하루를 시작하는 것이다. 넷째는 기점을 뒤섞는다.
06 · 이웃 단위
곁에는 같은 세기의 줄인 형태가 모두 서 있다. 저마다 다른 일을 위해 고안된 것들이다. 위성 원격 측정의 잘린 날짜, 옛 역표의 줄인 날짜, 그리고 POSIX 기원의 초 세기. 같은 원리로 짜였고, 다만 기점이 다르고 단위가 다를 뿐이다.
정오부터 센 날
자정부터 센 날
원격 측정에서 다섯 자리
Simetrium의 자료표 가운데 곁에 있는 것은 UTC, TAI, UT1의 시계열들, 날짜의 소수부를 정하는 것들, 하루 이 세기의 단위로서, 기년법, 기점이 서로 다른 것들, 그리고 세기, 36 525일이라는 율리우스 형태가 원기의 식에 들어가는 것.
07 · 역사 부문
빼기를 위해 고안된 세기
그레고리력 개혁 한 해 뒤 요제프 스칼리게르는 연대의 바로잡음에 관한 저서를 냈고, 거기서 어느 달력에도 매이지 않는 세기를 내놓았다. 기점은 스물여덟 해의 태양 주기, 열아홉 해의 달 주기, 열다섯 해의 인딕티오가 만나는 해에 두었다. 모든 옛 날짜가 주기 안에 들도록.
존 허셜은 『Outlines of Astronomy』에서 연대 주기가 관측자에게 무슨 쓸모가 있는지 보이고 환산표를 주었다. 천문학자들은 이를 빨리 받아들였다. 그들의 일이 바로 이 세기에 맞는 일이었기 때문이다. 한 날짜에서 다른 날짜를 빼어 날수를 얻는 일, 달도 윤년도 생각하지 않고서.
첫 인공위성의 추적은 전신과 계산기로 이루어졌고, 거기서는 남는 한 자리가 돈과 잘못을 불렀다. 그래서 율리우스 적일에서 2 400 000.5를 빼자 이백만이 한꺼번에 사라지고 하루의 시작이 자정으로 옮겨졌다. 그렇게 얻은 수정 날짜는 밤낮없이 돌아가는 모든 업무의 규범이 되었다.
탐사 망원경의 모든 낱장은 머리글에 노출 한가운데의 수정 날짜를 지니고, 변광성 목록은 극대의 원기를 온전한 율리우스 적일로 준다. 이 세기는 달력 개혁도, 시간 눈금의 교체도, 사진 건판에서 검출기로의 넘어감도 견뎌 냈다. 날의 차례 번호 말고는 아무것도 그리지 않기 때문이다.
표준도 오차도 없는 양
율리우스 적일은 잴 수 없고, 그 안에 검정할 것도 없다. 세상의 성질이 아니라 번호 매기는 방식이며, 그 옳음은 기계가 아니라 셈이 보증한다. 어긋날 수 있는 모든 것은 소수부에 앉아 있고, 참된 물리는 거기서 나타난다. 시간을 어느 눈금에서 잡았는지, 원자시계의 치우침을 셈에 넣었는지, 순간을 질량중심으로 옮겼는지를 거기서 알아야 한다.
그 긴 수명이 이로써 설명된다. 달력은 잇달아 바뀌었고, 열흘이 명령으로 지워졌으며, 초에는 삽입이 걸렸다가 이제 없애려 한다. 그러나 날의 차례 번호는 제 길을 갔고 그 무엇에도 답하지 않았다. 1860년에 율리우스 적일로 적힌 관측은 오늘의 것에서 개혁을 위한 보정 하나 없이 빼진다. 바라던 바가 바로 그것이었다.
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양마다 하나의 자료표
SI 기본단위 일곱, 고유한 이름을 가진 유도단위 스물둘, 그리고 그것 없이는 기술도 달력도 굴러가지 않는 계 밖의 양들.