정확한 시간 측정 위해 '원자' 기준

정확한 시간 측정 위해 '원자' 기준

  • 승인 2011-04-03 13:15
  • 신문게재 2011-04-04 11면
  • 배문숙 기자배문숙 기자
[재미있는 단위 이야기] 21. 원자가 내는 빛의 진동수, 시간을 점령하다

하루는 태양이 남중하는 시각부터 다음날 남중하는 시각까지의 시간이다. 이 하루의 길이를 8만6400분의 1로 나눈 게 1초라면, 1초는 매일매일 조금씩 다를 수 있다. 지구는 자전을 하는 동시에, 태양을 중심으로 타원 궤도를 그리며 공전하기 때문이다.

지구가 태양에 가까이 있느냐, 혹은 멀리 있느냐에 따라 하루의 길이도 달라진다.

평균태양일은 이를 해결하기 위한 목적으로 도입됐다. 1년 동안의 하루 길이를 평균으로 계산한 값을 평균태양일로 하고, 이를 8만6400으로 나눈 값을 1초로 하자는 것이다.

이 1초를 평균태양초라고 부른다. 하지만 지구 자전속도의 불규칙성이 확인되면서 평균태양초의 지위가 흔들렸다. 1956년 국제도량형총회는 지구의 공전을 기초로 한 기준을 마련했지만 이에 따른 초의 정의 역시 오래가지 못했다.

지구의 공전을 기초로 한 기준은 오랜 시간 관측한 천체 자료를 바탕으로 도출해야 정확한 값을 얻을 수 있었다. 때문에 실제 사용에 불편함이 많았다.

마침 이 시기 과학자들은 보다 엄밀하면서도 손쉽게 시간을 측정하는 기술을 개발했다. 시간 측정의 기준을 천체에서 원자로 삼는 원자시계가 등장한 것이다.

과학자들은 절대적이고 영원한 기준을 찾기 위해 물질의 구성요소인 원자의 세계로 눈을 돌렸다. 원자시계는 원자의 진동수를 이용한다. 진동수란 1초에 얼마나 진동하는지를 헤르츠(Hz)라는 단위로 나타내는 값이다.

'세슘-133'이라는 원자를 기준으로 하면, 이 원자에서 나오는 복사선이 91억9263만1770번 진동하는데 걸리는 시간을 초라고 한다. 이를 원자초라고 한다. 현재 초는 이 원리에 따라 다음과 같이 정의한다.

'초는 세슘-133 원자의 바닥상태에 있는 두 초미세 준위간의 전이에 대응하는 복사선의 91억9263만1770 주기의 지속시간이다.'

<한국표준과학연구원 제공>

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. [조상호 세종시장 당선자 공약 돋보기] 22년 희망고문 '행정수도특별법', 악순환 끊는다
  2. [강미애 세종교육감 당선자 공약 돋보기] “입시가 강한 교육” 12년 체제 확 바꾼다
  3. 세종 5-2생활권 첫 주택 공급 포문…'우미린 센터파크'
  4. 신고 30초 만에 경찰 등장… 대전서 8천만 원 보이스피싱범 현행범 체포
  5. 30조원대 '발전 공기업 5사' 통합 속도… 세종시 유치 가능성은
  1. 전신주 구리 접지선 훔쳐 한전에 2500만 원 손해 끼친 50대 검거
  2. 경찰, 이장우 시장 한화생명볼파크 스카이박스 사유화 의혹 수사
  3. 갈고닦은 기술의 향연
  4. [아침을 여는 명언 캘리] 2026년 6월26일 금요일
  5. 종사자 소진 예방과 안전한 근로환경 조성 위한 전문 심리상담 지원

헤드라인 뉴스


30조원대 `발전 공기업 5사` 통합 속도… 세종시 유치 가능성은

30조원대 '발전 공기업 5사' 통합 속도… 세종시 유치 가능성은

발전 공기업 5개사의 '통합 본사' 체제 전환과 입지 유치전이 전국 주요 지자체 경쟁으로 확산되고 있다. 이재명 정부의 탄소중립 정책과 2040 탈석탄 로드맵이 중장기 통합 수순으로 이어지면서다. 분산 구조가 경쟁에 따른 비효율과 사업장 안전 저해 등의 부작용을 가져오고 있다는 판단도 담겨 있다. 26일 기후에너지환경부 및 충청권 지자체 등에 따르면 서부발전(태안)과 중부발전(보령) 본사를 품고 있는 충남과 남동발전이 자리잡고 있는 경남 진주, 남부발전을 안고 있는 부산, 동서발전이 위치한 울산이 당장 경쟁 후보 지역으로 분류된다...

차주 없다고 압수한 블랙박스 `위법`… 반복되는 경찰 수사 절차 논란
차주 없다고 압수한 블랙박스 '위법'… 반복되는 경찰 수사 절차 논란

교통사고 현장에 남겨진 차량에서 경찰이 블랙박스 SD카드를 영장 없이 압수한 것은 위법수집증거에 해당한다는 법원 판단이 나왔다. 사고 차량이 현장에 남아 있었다는 이유만으로 유류물 취급한 경찰의 절차 판단이 재판에서 부적절하다고 확인된 것이다. 과거 분실 휴대전화 마약 수사 사례처럼 경찰이 현장에서 확보한 증거가 위법수집증거로 배척되는 사례가 반복되면서, 현장 경찰의 증거 확보 역량과 적법절차 이해 부족이 여실히 드러났다는 지적이 나온다. 25일 대전지법에 따르면 제3-1형사부는 특정범죄가중처벌법 위반(도주치상), 도로교통법 위반(..

KAIST "세계 최초 양방향 `브레인 로봇` 기술 개발 나서"
KAIST "세계 최초 양방향 '브레인 로봇' 기술 개발 나서"

한국과학기술원(KAIST) 연구진이 사람의 뇌 신호로 외골격 로봇을 실시간 제어하고, 로봇이 감지한 촉각·힘 정보를 다시 뇌에 전달하는 차세대 뇌-로봇 인터페이스 플랫폼 개발을 시작했다. 기계공학과 공경철·김정 교수 연구팀은 ㈜엔젤로보틱스와 함께 범부처 첨단 의료기기 연구개발사업 플래그십 과제로 세계 최초 양방향 'Brain-to-Robot' 시스템 개발에 착수했다고 25일 밝혔다. 이 과제는 4월부터 2032년 12월까지다. 뇌 신호로 커서를 움직이거나 스마트폰을 제어하는 뇌 인터페이스 기술은 이미 인체 임상 단계에 진입해 있다...

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 갈고닦은 기술의 향연 갈고닦은 기술의 향연

  • 대한민국 패배에 실망하는 축구팬…32강 진출 불투명 대한민국 패배에 실망하는 축구팬…32강 진출 불투명

  • 개원 준비로 분주한 대전시의회 개원 준비로 분주한 대전시의회

  • 여름 반기는 주황빛 능소화 여름 반기는 주황빛 능소화