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우리 나라의 표준시는 법률로 정해져 있습니다. 동경 135도 지역의 자오선을 표준시의 본초자오선으로 쓰도록 법에 명시되어 있습니다. 우리 나라 중앙의 경도가 대략 127.5도쯤 되니까 우리 나라 시간으로 정오에 태양이 정남 (남중)에 오지 않습니다. 계절마다 다르지만 대략 30분 정도 후, 즉 12시 30분 경에 남중하게 됩니다.
역사적으로 1961년 5.16 이전에는 127.5도를 본초자오선으로 쓰다가 그 이후에 135도로 바뀌었습니다. 그래서 몇몇 국회의원들이 127.5도로 바꾸자는 논란이 있었으나 정부는 현행대로 하는 것으로 결론이 났습니다. 그렇지만 양측의 의견이 팽팽히 맞서 아직도 논란이 많습니다. 127.5도로 바꾸자는 측은 우리 나라 민족 및 국가 자존심의 문제로, 네팔 등 작은 나라들도 대부분 자국의 상공을 통과하는 자오선을 사용하는데 하필이면 일본의 상공을 통과하는 자오선으로 정해야하느냐는 논리이고, 현행을 고수하는 측의 논리는 다른 나라의 표준시와 정수 (1시간 2시간..)로 하는 것이 좋고, 이를 바꾸게 되면 사회 경제적인 혼란이 일어난다는 것인데 한편으로 양측의 논리가 일견 맞으면서도 뚜렷한 문제점을 제시하지 못하는 측면이 있습니다. 즉 127.5도로 변경하는 사람들의 논리 중 우리 나라 상공을 통과하는 자오선을 표준시로 하지 않음으로써 우리 생활과 밀접한 역 (음력 등)이 차질이 생긴다는 것인데 정확한 근거를 제시하지 못하고 있고, 135도 현행 고수 측의 논리중 사회 경제적 혼란 (역시 양력설 옹호론 자들의 논리와 마찬가지로) 명확한 근거가 부족한 것으로 보입니다. 이를테면 1988년 올림픽 때 "서머타임제"를 실시하여 1시간이 앞당겨진 상태에서도 그렇게 큰 혼란이 없었거든요.
이 문제는 옳고 그름의 문제가 아니라 선택의 문제입니다. 정수 시간의 차이를 쓰지 않고 다른 표준시와 15분, 또는 30분 차이를 두는 나라가 아주 많고 이런 나라는 자국의 영토를 지나는 자오선을 본초자오선으로 정하려는 의지가 있었기 때문에 가능했던 것입니다.
세계적으로 시민들이 사용하는 세계의 표준시라는 것은 없습니다. 다만 학술적으로 사용하기 위하여 "세계시"라는 것을 정의하여 사용하는데 영국 그리니치 천문대를 지나는 자오선, 즉 경도의 기준을 지나는 자오선을 표준시의 본초자오선으로 그리니치 표준시를 세계시 (Universal Time, UT)로 사용하고 있습니다.
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먼저, 가로등의 밝기를 말할때 흔히 쓰이는 룩스라는 단위는 천문학에서 잘 사용하는 단위는 아닙니다. 룩스를 천문학에서 사용하는 등급이라는 단위로 바꾸어야 합니다.
1룩스 = 1루멘/m^2 = 1.5erg/cm^2/sec^1 이 되고,
0등성인 베가의 밝기는 대략 3.8erg/cm^2/sec^1이 됩니다. 따라서
천정에서 태양의 밝기는 -26.8등급 = 137,000룩스,
만월의 밝기는 -12.5등급 = 0.25룩스
1등성의 밝기는 1.0등급 = 10^-6 룩스가 됩니다.
그런데 도시의 가로등 불빛이 별의 안보이게 하는 이유는 가로등 불빛이 직접 눈으로 들어와 상대적으로 밝기 때문이기도 하지만 그 것보다는 가로등에서 나온 빛이 공기중의 입자에 산란되어 하늘이 밝게 보이는 것 때문에 별이 안 보이는 것입니다. 예를 들면 밤에 고속버스를 타면 운전사가 버스의 실내등을 끄지요. 물론 잠자라고 그럴 수도 있지만 그것보다는 실내등이 버스의 유리창에 반사되는 빛이 밖에 오는 빛보다 강해져 밖이 잘 안보이기 때문입니다. 물론 아주 밝은 빛은 보이겠지만요.
이와 같이 만약에 도시하늘의 밝기가 1/1000000룩스보다 밝으면 1등성의 별은 안보일 겁니다. 따라서 1등성의 별이 보이기 위한 도시하늘의 밝기의 "최대"값은 백 만 분의 1룩스가 될 겁니다. 2등성은 1등성의 약 2.5배 어두우므로 4x10^-7 (4000만 분의 1룩스) 보다 하늘이 어두워야하고, 3등성은 2등성보다 약 2.5배 어두우므로 1.6x10^7 (1600만 분의 1룩스)보다 어두워야합니다. 지상에서 겨우 보이는 별이 6등급의 별이므로 이 별이 보이려면 하늘의 밝기가 적어도 1등성의 100분의 1 즉 1억 분의 1룩스보다 어두워야 합니다.
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1년의 길이는 수학적으로 정의된 것이 아니고 실제 지구가 태양을 공전하여 다시 그 자리에 오는데 걸리는 시간입니다. 지구에서 보면 태양이 천구상의 한 지점에서 출발하여 다시 그 지점 (별자리)까지 돌아오는 시간 (공전주기)이 됩니다.
천문학적으로 1년의 정의는 여러 가지가 있습니다. 먼저 1 태양 년은 태양이 춘분점에서 출발하여 다시 춘분점에 오는 시간으로 통상 우리가 1년이라 하는 것입니다.
1태양년 = 365일 5시간 48분 46초
1 항성 년은 태양이 황도상의 고정 점을 출발하여 다시 그 고정 점까지 가는데 걸리는 시간으로 춘분점이 세차운동에 의하여 움직이기 때문에 1 태양 년보다 그만큼 길어집니다.
1 항성년 = 365일 6시간 9분 9.5초
1 근점년은 근일점에서 다음 근일점 까지 걸리는 시간으로
1 근점년 = 365일 6시간 13분 53초
1 식년은 달의 승교점 (달의 궤도인 백도와 황도가 만나는 점)에서 다음 승교점 까지의 시간으로,
1 식년 = 346일 14시간 52분 50.7초가 됩니다.
우리가 보통 1년이라 하는 것은 1 태양 년을 의미하며 이 태양 년은 지구의 공전 주기는 목성 따위의 다른 행성의 영향으로 해마다 약간 (100년에 수 초 범위)에서 차이가 있지만 평균적으로 365.2422일 입니다. 즉 365일 5시간 48분 46.08초입니다.
그런데 우리가 쓰는 달력은 생활에 편리하도록 하루 단위 (즉 날짜가 자연수가 되도록) "강제로" 정하게 됩니다. 우리가 사용하고 있는 (태)양력은 윤년을 두어 소수점 이하의 날짜를 보정하도록 하고 있습니다. 예를 들면 현재의 양력은 4년에 한번 윤년으로 366일로 하고 평년은 365일로 합니다. 이렇게 하면 달력상의 1년은 평균 (365x3+366)/4=365.25일이 되어 실제 1 태양 년 365.2422보다 커지게 되므로, 100년에 1번씩 윤년을 평년으로 하게 됩니다. 이렇게 되면 100년에 24번의 윤년을 두게 되는 것이므로 24번의 366일과, 76번의 365일이 1년을 갖게 됩니다. 따라서 이때 사용한 달력상의 1년은 365.24일이 됩니다. 365.2422일에 근사하게 되지만 그래도 달력상의 1년이 실제 1년보다 0.0022일=3.168분 짧게 됩니다. 그래서 400년마다 1번의 윤년을 더 넣게 되어 400년에 윤년은 모두 97번 (400/4=100, 100-4=96, 96+1=97)이고 평년은 303번이 되어 달력상의 1년 평균 길이는 365.2425일이 됩니다. 즉 현재 우리가 사용하고 있는 달력은 1년을 365.2425일로 "강제로 정의된" 1년을 사용하고 있습니다. 이 1년은 실제 1 태양 년보다 약 0.0003일 = 25.92초 긴 것입니다. 이 오차는 대략 3300년에 1일씩 달력이 실제 태양의 운행보다 빨리 가게 됩니다.
만약 시중에 나와 있는 달력으로 1년을 계산하면 달력은 1년을 "정의"하여 사용하기 때문에 실제 태양의 운행 (지구 공전)과는 차이를 두게 됩니다. 참고로 동양에서 많이 사용하고 있는 달력은 태양태음력인데 이 달력은 1년을 365.25일로 정의하는 경우가 많았습니다.
참고로 지구나 달, 행성의 운행을 정확하게 관측하고 계산할 수 있는 나라는 전 세계적으로 미국, 영국, 일본, 프랑스등 몇 나라 밖에 안됩니다. 이 자료는 아주 오랜 기간 관측자료가 쌓여야 계산할 수 있기 때문입니다. 현재 대부분의 나라에서는 미국의 "해군성 천문대"에서 발행하고 있는 "천체력" 혹은 "항해력"의 자료를 이용하고 있습니다. 우리 나라도 물론 이 자료를 이용하여 역서를 계산하고 있습니다. 지구와 달, 행성의 운행은 매우 복잡한 변수들이 존재하고, 불규칙한 운동 요소가 포함되어 있기 때문에 시중에 나와 있는 각종 프로그램들을 이용하면 대략적인 것을 알 수 있으나 정밀하게 계산할 수는 없습니다. 천문학은 계산하여 결과가 보여지는 학문이 아니고 관측이 수반되어야 합니다.
현재 태양, 달, 행성, 역관련 계산은 전통적으로 "해군"과 관련 있는 천문기관에서 하는 경우가 많습니다. 이를테면 미국 "해군성 천문대 (US Naval Observatory)"에서 천문력 및 항해력을 발행하고 있고, 일본은 "해상자위대 천문대"에서 이런 종류의 연구가 이루어지고 있는 것으로 알고 있습니다. 영국은 그리니치 천문대에서 시각과 관련한 일을 수행하고 있는 것으로 알고 있습니다.
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3K 배경복사에 대하여 천문학을 소개하는 대부분의 책에 자세히 나와 있습니다. 우주초기를 다루는 책에 좀더 자세히 소개되어 있는데, 이를테면 "우주의 창조" (조지 가모브 저, 전파과학사 문고, 절판 ?)나 "태초의 3분간" (혹은 최초의 3분간, 와이버거저, 현암사 ?)등 입니다. 요약하면,
- 빅뱅우주론을 주창한 사람은 조지 가모브 인데 그는 허블의 팽창하는 우주를 역산하면 최초에 고온, 고압의 물체 (얌)의 폭발로부터 우주가 탄생하여 현재 그 온도가 식어 대략 3K되었을 것이라고 제안
- 1960년대 미국 벨연구소의 펀지아스와 윌슨이 이 배경복사를 발견
- 현재 이론에 따르면 이 배경복사는 우주가 탄생한 초기우주에는 빛의 시대로 빛에 의한 중력이 물질에 의한 중력보다 크고, 자유 전자에 의하여 빛이 산란되기 때문에 빛이 직진하지 못하다가 우주탄생 후 약 1000년이 지나면서 팽창하면서 우주가 식어 전자는 양성자와 결합하여 전자가 없어지면서 마치 구름이 갠 것처럼 이 태초의 빛이 직진을 시작, 현재에는 우주팽창에 의하여 적색편이가 일어나 파장이 길어진 상태로 3K 복사를 이룸.
- 3K 복사는 공간적으로 등방성과 균일성을 갖고 있어 우주 탄생초기가 등방하고 균일하였다는 것을 설명해줄 뿐만 아니라, 약 100만 분의 1의 요동¹이 존재하여 현재의 우주 구조를 이루었다는 것이 COBE관측에 의하여 발견됨으로써 빅뱅우주론과 인플레이션우주론을 뒷밭임.
♠보충설명-약 100만 분의 1의 요동¹♠
우주배경복사 관측에 의한 흑체 온도의 공간분포를 보면 무늬가 나타납니다 (세계의 천문우주 #25번 기사 참조). 이 무늬는 우주배경복사가 그만큼 균질하지 않기 때문에 나타나는 것인데 이를 요동 (fluctuation)이라고 합니다. 그런데 이 요동 (불 균일한 정도)이 100만 분의 1정도로 아주 작다는 것입니다. 다시 말하면 100만 분의 1 오차로 거의 균일하다고 할 수 있다는 것입니다. 그러나 이 100만 분의 1이라는 것이 오차의 한계보다 크고, 또 실제로 이러한 차이가 발견되기 때문에 흑체복사의 온도가 거의 완벽한 균질성과 등방성으로 보이지만 최초에 이러한 불 균일성이 존재했다는 것이 중요합니다. 이 차이들이 오늘날의 우주 구조를 만들었다고 생각되거든요.
또한 중요한 것은, 우주배경 복사는 어떤 물질에서 방출되는 복사가 아니라 우주가 탄생할 때부터 우리우주에 있었던 복사라는 사실입니다. 즉 우주의 탄생으로 빛 (전자기파)과 각종 소립자가 탄생한 것이죠. 이 우주를 꽉 채우고 있던 빛이 전자에 의하여 진로에 영향을 받다가 우주의 온도가 식어 전자와 양성자가 결합하여 수소원자가 됨으로서 물질로부터 해방되었고, 우주의 팽창으로 인해 적색편이 되어 최대 세기가 전파영역이 되어 오늘에 이르게 된 것입니다.
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1광년이란 빛이 1년 동안 도달할 수 있는 거리입니다.
1Ly = 6.324*10^4 AU = 0.307 pc = 9.46*10^17 cm
AU(astronomical unit)천문단위로 태양과 지구사이의 거리를 1AU로 사용합니다.
즉1AU = 1.496*10^13cm입니다. 1pc = 206265 Au입니다
최종수정일
2017년 2월 27일