하루는 진짜 24시간이 아닐 수도 있다 – 지구 자전과 시간의 비밀

하루 24시간 아닌가??

 

우리는 하루를 24시간으로 알고 있다. 하지만 과학적으로 따지면, 지구 자전 주기는 정확히 24시간이 아니다. 시간의 정의와 지구의 실제 자전 속도를 살펴보면, '하루=24시간'이라는 개념은 단순화된 평균값일 뿐이다. 이번 글에서는 하루의 정확한 길이, 태양일과 항성일의 차이, 그리고 지구의 자전 속도 변화까지 한번 알아보자.

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1. 하루 24시간은 어떻게 정해졌을까?

• 고대 이집트인들은 하루를 12시간 낮 + 12시간 밤으로 나누었고, 이 개념이 바빌로니아를 거쳐 현대까지 전해졌다.
• 하지만 이는 어디까지나 '태양의 움직임을 기준으로 나눈 관습적 시간'일 뿐, 지구 자전과 정확히 일치하지 않는다.
• 우리가 말하는 24시간은 평균 태양일(mean solar day)을 기준으로 정해진 것이다.

📌 즉, '24시간'은 천문학적으로 정의된 시간이지, 실제 자전 시간과 항상 완전히 일치하지는 않는다.

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2. 하루는 실제로 몇 시간일까?

지구가 한 바퀴 자전하는 데 걸리는 정확한 시간은 다음과 같다:

✅ 평균 태양일 (Mean Solar Day)

• 기준: 정오에서 다음 정오까지 태양이 같은 위치에 오는 데 걸리는 시간
• 시간: 약 86,400.002초 (24시간 0.002초)
• 🌍 기준: 인류가 사용하는 '하루 24시간'의 정의는 이 평균 태양일을 기반으로 함

✅ 항성일 (Sidereal Day)

• 기준: 먼 우주의 항성 기준으로 지구가 정확히 360도 자전하는 데 걸리는 시간
• 시간: 약 86,164초 (약 23시간 56분 4초)
• 📡 이 값은 천문 관측이나 위성 궤도 계산 등에 사용됨

🧭 핵심 차이점: 태양일은 태양의 상대적 위치에 기반, 항성일은 우주의 고정된 좌표계에 기반

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3. 왜 태양일이 항성일보단 더 길까?

지구는 자전하면서 동시에 태양 주위를 공전한다.

• 하루가 지날 때마다 지구는 태양 주위를 약 1도 이동한다.
• 태양이 다시 같은 자리에 보이려면 지구는 360도보다 약간 더 자전해야 한다.

📐 이 때문에 항성일보다 태양일이 약 4분 더 길다.

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4. 지구의 자전 속도는 일정하지 않다

지구는 일정한 속도로 자전하지 않는다. 다양한 요인으로 인해 미세하게 변화하고 있다.

⏳ 주요 원인:

• 달의 조석력: 달이 지구의 자전을 서서히 느리게 함 (조석 마찰)
• 지구 내부 변화: 대륙 이동, 지진 등으로 질량 분포 변화
• 대기와 해류: 대기의 움직임과 해양 순환도 자전에 영향을 미침

👉 이로 인해 하루 길이는 수 밀리초 단위로 매년 조금씩 달라진다.

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5. 윤초(leap second)의 필요성

• 원자시계는 정확한 시간 기준(세슘 원자 진동수)을 사용하여 측정됨
• 하지만 지구 자전과의 오차 때문에, 약 몇 년에 한 번씩 윤초(leap second)를 추가해 시간을 맞춰야 한다
• 예: 2016년 12월 31일 23시 59분 59초 → 23시 59분 60초 → 00시 00분 00초

🕰️ 윤초는 국제 협정에 따라 조정되며, 주로 GPS, 통신, 천문학 시스템에 영향이 크다.

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6. 정리

• 우리가 쓰는 '하루 24시간'은 과학적으로 정확한 숫자가 아닌 평균값이다.
• 실제로는 항성일(23시간 56분 4초)과 태양일(24시간 0.002초)이 존재한다.
• 지구 자전은 느려지고 있고, 윤초 같은 보정이 필요하다.

즉, 하루는 24시간이 '아니다'기보다는, 24시간이라는 수치는 편의상 정의된 평균값일 뿐이다.

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