시간은 실제로 어떻게 측정될까?

시간은 실제로 어떻게 측정될까?


–

시간은 구조적인 것일까? 어떤 사람들은 그렇게 말하겠지만, 시간이 어떻게 작용하는지 이해하기 위해 많은 연구를 실행한 사람들이 있다. 전 세계의 과학자들과 문화는 시간을 정확하게 측정하기 위해 꽤 많은 다양한 방법들을 사용해 왔다. 하지만 이 방법들은 무엇일까? 얼마나 정확할까? 그리고 시간을 측정하는 보편적인 기준이 있을까?

사진을 통해 시간의 역사와 시간이 어떻게 측정되었는지 살펴보도록 하자.

태양시


–

역사를 통틀어, 농업은 대부분의 문명에서 주된 관심사였다. 그러므로 특히 몇 달과 몇 년에 걸쳐 측정할 때, 태양이 시간을 결정하는 큰 요인이 되었다는 것은 놀라운 일이 아니다.

해시계


–

태양은 또한 사람들이 시간을 더 작은 단위로 측정할 수 있도록 하는데 도움이 되었다. 해시계는 대부분의 문화에서 주요한 것이었고, 현재는 대부분 사용되지 않지만, 여전히 장식으로 아름답게 여겨진다!

달의 주기


–

문명은 또한 자연적인 시간 기록 기준으로 달의 주기에 의존해 왔다. 많은 문화가 달의 주기를 기반으로 달력을 설계했다.

물 시계


–

클렙시드라라고도 알려진 물 시계는 고대 문명까지 거슬러 올라가고 한 용기에서 다른 용기로 조절된 물의 흐름에 기초한다. 흐르는 물의 양은 시간을 측정하기 위해 사용된다.

모래시계


–

천체물리학


–

펄서


–

펄서는 일정하게 전파 펄스를 방출하며 자전하는 중성자별로, 천문학자들이 우주 시간을 기록하기 위해 사용하기도 한다.

기타현상


–

과학자들은 초신성과 감마선 폭발과 같은 천문학적 사건을 분석해 정확한 시기를 파악할 수 있다.

중력파


–

미국 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)가 탐지한 이러한 시공간의 파동은 우주 사건을 측정하고 시간을 이해하는 새로운 도구를 제공한다.

입자물리학


–

유럽 원자력 연구 기구인 CERN과 같은 시설에서의 실험은 정확한 시간 동기화와 입자 가속기에 의존한다. 이러한 실험은 과학자들이 물리학의 기본적인 힘을 이해하는 데 도움이 된다.

원자 시계


–

원자 시계는 아마도 시간을 측정하는 가장 정확한 방법 중 하나일 것이다. 원자 시계는 원자의 진동을 이용하여 시간을 측정하는데, 10억분의 1초까지 믿을 수 없을 정도로 정확하다. 사실, 이 시계는 1초의 정확한 길이를 측정하기 위해 방사선을 이용한다.

세슘 표준


–

방사성 원소인 세슘은 원자 시계에서 1초를 측정하는 원소이다. 이 원소의 원자는 지속적으로 진동하며, 이러한 진동은 전 세계적으로 시간을 측정하는 데 중요한 역할을 한다.

방사성 붕괴


–

다른 종류의 방사성 동위원소는 지질학적 시계의 역할을 하기도 하는데, 이를 통해 연구자들은 암석과 인공물의 방사성 탄소 연대를 놀라운 정밀도로 측정할 수 있다.

심우주 원자 시계 (DSAC)


–

NASA의 우주 매개 시계는 우주 기관이 지구에 기반한 시스템에 의존하지 않고 모든 임무를 정확하게 탐색할 수 있게 해준다.

광학 시계


–

광학 시계는 기본적으로 지구의 전자기장인 광 주파수를 사용하여 원자 시계보다 더 높은 정확도를 보장하며, 잠재적으로 시간 측정의 표준을 재정의한다.

시간 팽창


–

아인슈타인의 중력 이론은 중력과 속도가 시간에 크게 영향을 미친다고 예측한다. 그래서 우주 탐사와 시간의 흐름은 우주선이 이동하는 속도에 크게 영향을 받는다.

크로노미터


–

생체시계


–

생체시계는 식물에서 동물에 이르기까지 다양한 생물체에서 발견된다. 이 시계는 내부의 타이밍 메커니즘에 따라 수면 주기와 계절에 따른 행동 등 다양한 생리적 과정을 조절한다.

윤초


–

지구의 불규칙한 자전으로 인해 윤초는 때때로 UTC에 추가된다. 윤초를 추가하는 것은 지구에서의 시간이 천문학과 상관관계가 있다는 것을 보장한다.

네트워크 타임 프로토콜(NTP)


–

NTP는 보안 통신 및 트랜잭션에 중요한 알고리즘을 사용하여 인터넷을 통한 컴퓨터 시간을 동기화한다.

기후 과학


– 시간을 정확하게 측정하는 것은 과학자들이 기후 패턴을 이해하고 변화를 추적하며 미래의 추세를 예측하는 데 도움이 된다.


측지학


–

과학자들은 지구의 모양과 중력장을 연구하기 위해 GPS와 위성 위치 확인시스템의 정확한 시간 측정에 의존해야 한다.

높이의 차이


–

물리법칙에 의하면 지구 표면에 얼마나 가까이 있느냐에 따라 시간이 다르게 측정된다. 실제로 위성은 빠른 속도와 고도 때문에 시간을 다르게 측정할 필요가 있다.

전기통신


–

전 세계의 통신망은 완벽한 동기화를 통해 대륙 간 데이터를 안정적이고 시의적절하게 전송한다.

항공


–

상업 비행과 군사 비행은 시간대를 가로질러 비행하는 경우가 많은데, 이것은 부적절하게 행해지면 까다로울 수 있다. 내비게이션 시스템은 안전하고 효율적인 항공 여행을 위해 정확한 시간에 의존한다.

국제 우주 정거장


–

타임캡슐


–

비록 이것이 정확한 시간을 기록하는 방법은 아니지만, 묻혀있는 타임캡슐은 후세를 위해 문화와 역사의 스냅샷을 보존하는 방법이 될 수 있다.

양자 얽힘


–

출처: (Encyclopedia of Time) (‘Of Clocks and Time’) (History of Astronomy: An Encyclopedia) (Engage Learning Magazine)