시간
1. 개요
'''시간'''(時間)이란 시각과 시각 사이의 간격 또는 그 단위를 일컫는 말이다.[2] 길이, 질량과 같이 다른 물리량을 정하는 기본 단위이며, 물리적 시간을 정하기 위해 현재는 세슘 원자시계나 스트로보스코프 등을 이용한다. 이 시계를 이용하여 협정 세계시(UTC)가 국제 표준으로 운영되고 있다.
이처럼 우리말에서 시간이란 단어는 동음이의어로, 시간의 개념 그 자체(즉 time)와 더불어 시간의 단위 중 하나(즉 hour, 60분)를 지칭한다. 허나 의외로 일상생활에서 이로 인한 혼동은 거의 일어나지 않는다. 오히려 시간과 시각의 혼동이 빈번.
빅뱅 우주론에 따르면 현재 우주에서 흐른 시간은 약 138억 년이다.
각 관성계에 따른 시간의 흐름은 분명 차이가 나기 때문에 '''절대적인 물리량은 아님을 명심해야 한다.''' 즉, '''시간은 상대적인 물리량이다.'''[3] 이를 주장한 대표적인 이가 바로 알베르트 아인슈타인이다.[4]
천체물리학에서는 시간은 곧 거리이며 이는 광속이 우주의 종단 속도이기 때문이다. 그리고 광속으로 움직이면 움직이는 관점에서 볼 때의 시간은 정지한다. 빛은 '''0의 시간에 무한대의 거리를 이동할 수 있으며, 이는 중력에 의한 굴절 및 회절에도 변하지 않는다.'''
물리학에서의 현재 주류 견해는 시간의 흐름을 입증하는 증거가 없으며, 과학 법칙은 과거와 미래를 구별해서 적용되지 않는다. 따라서 시간은 실재하지 않는다. 다만 물리학에서는 실재하냐 안하냐는 중요하지 않고, 이것이 자연현상[5]을 기술하는데 유용한 어휘이냐 아니냐가 가장 중요하다.[6]
만물의 파괴자이자 만인의 살인자. 서양에서는 어머니 자연(Mother Nature)의 남편 아버지 시간(Father Time)이라 불리기도 한다. 여러 신화에서도 공간(=천지)과 더불어 중요한 요소로 쓰이는데, 신화에 따라서 시간이 공간보다 우선되는 경우와 공간이 시간보다 우선되는 경우가 나뉜다. 예를 들어 성경의 천지창조에서는 첫째 날에 낮과 밤의 순환이 만들어지고 둘째 날부터 천지가 만들어지지만, 그리스 신화에서는 우라노스 & 가이아가 크로노스보다 먼저 존재한다.[7]
시간은 영원하지만 언젠가는 그 의미를 잃는다. 우주의 엔트로피가 극한에 달한다면 '''절대 영도의 무한한 빈 공간'''만이 존재하게 된다. 어떤 물질이나 에너지도 서로 상호작용하지 않으므로 영원히 어떤 일도 일어나지 않기에 이 이후의 시간을 재는 것은 무의미하다.
2. 시간의 단위
참고로 시간의 단위중에 초, 분, 그리고 시 까지는 절대적인 불변의 값이다. 과학계의 7대 기본 단위 중 하나이기도 한 초는 초 항목에 나와있듯이 세슘 원자의 전자를 이용해 정의한 고정된 절댓값을 1초로 하며, 이것의 60배는 1분, 3600배는 1시간으로 정의하기 때문이다. 하지만 1일과 1년 부터는 단순히 그것을 구성하는 시간의 배수가 아니라 천문학적인 주기까지 뜻하는데, 지구에선 자전속도의 감속이나 자전과 공전의 시간차 때문에 그 주기가 보정을 받아 변한다. 현재도 하루 중에 1초를 더 추가하는 윤초[8]와 1년 중에 하루를 더 추가하는 윤년[9]이 그 예이다.
- 1초 - 전통적으로는 1분의 60분의 1, 즉 하루의 86,400분의 1 길이의 시간으로 정의되나, SI 단위계에서는 절대 영도 상태의 세슘-133 원자의 바닥 상태 두 초미세 에너지준위 간의 주파수의 차이인 9,192,631,770 헤르츠의 역수를 1초로 정의한다. 이처럼 엄청나게 복잡한 정의를 이용하는 것은 전통적인 1초에 가장 가까운 불변 시간단위를 찾다 보니 불가피하게 그리 된 것.
- 1분
- = 60초
- 1시간
- = 60분
- = 3600초
- 1일
- 1년
- = 365일[11]
- = 8760시간
- = 3153만 6000초
- 1세기
- = 100년.
- = 31억 5360만 초
- 밀레니엄
- = 1000년
- = 315억 3600만 초
3. 시간 단위의 역사
고대 바빌론과 이집트에서는 천체, 즉 달과 태양이 하늘에서 움직인 거리를 이용해 시간을 표현했다는 기록이 있으며, "태양이 (특정 위치로부터) 팔뚝만큼 움직이는 시간", "태양이 한뼘만큼 움직이는 시간", "태양이 손가락만큼 움직이는 시간" 등의 표현이 등장한다. 허나 이는 당연히 정확한 시간 측정이 아니었으며, 정확한 시간의 측정 중 가장 오래 된 것은 바빌로니아인들의 60진법식 시간 측정이었다.[12] 바빌로니아인들은 1년을 360일로 나누었는데, 오늘날엔 물론 1년이 360일이 아니지만 원을 360도로 분할하는 관습은 그대로 남아 오늘날에도 사용되고 있다.
바빌로니아, 이집트, 그리스 등 다양한 고대 문명이 해시계를 이용해 하루를 여러 개의 시간으로 쪼갰으며, 우리에게 익숙한 24시간은 그리스 천문학자인 히파르쿠스가 주창한 것으로 알려져 있다. 히파르쿠스는 낮과 밤의 길이가 같은 날인 분일(춘분과 추분)의 밤을 12조각, 낮을 12조각으로 나누어 그 한 조각을 시간의 표준 단위로 사용하자고 했는데, 당시엔 그 한 조각(한 시간)이 얼마만큼의 시간인지 나타낼 방법이 없었기에 널리 사용되지 못했다.
일정한 길이의 시간을 한 시간으로 사용할 수 있게 된 것은 기계식 시계의 발명(14세기) 이후이며, 한 시간을 60분으로 나누게 된 것은(즉 시계에 분침이 달린 것은) 더욱 발달된(정확한) 시계가 등장한 16세기부터이다. 초 단위(즉 시계의 초침)가 등장한 것도 16세기 중인데, 당시 초침이 달린 시계는 오늘날의 원자 시계급으로 과학자용 전문장비(?)였기 때문에 시계방에서 판매하는 물건이 아니었으며 과학자들이 직접 고안해 만들었다. 오늘날엔 요하네스 케플러의 스승으로 더 유명한 천문학자 티코 브라헤는 정밀한 천체 측정을 위해 초침이 달린 시계를 만들었는데(1581년),[13] 기술의 한계로 시간이 정확하지 않아 똑같은 시계를 네 개 만들어 그 평균 시각을 측정에 이용했다 한다(...). 크리스티안 하위헌스는 인류 최초로 1초를 정확히 측정하는 것이 가능한 진자식 시계를 발명함으로써 시간 측정에 혁명을 불러 일으켰으며(1656년), 덕분에 초정밀(당시 기준으로) 시계의 개발이 급속도로 이루어지며 18세기 중반에는 이미 100일에 1초밖에 틀리지 않는 정밀 시계가 상용화되어 과학 및 항해 도구로 널리 활용되고 있었다.
이처럼 시계가 정확해지자 "초"를 시간의 표준 단위로 삼아야 한다고 주장하는 이들이 나타났다. 대표적으로 1832년에 카를 프리드리히 가우스가 "밀리미터, 밀리그램, 초로 구성된 표준 단위계를 만들어 사용해야 한다고 주장했으며, 영국과학진흥협회(BAAS)가 1874년에 CGS(센티미터, 그램, 초) 표준 단위계를 정식으로 채택함으로써 1초가 시간의 표준 단위로 받아들여졌다. 오늘날에 이용되는 MKS(미터, 킬로그램, 초) 단위계에서도 시간의 표준 단위는 초이다.
처음에는 1초 = 1일(1 평균 태양일)의 86,400분의 1로 정의했지만, 지금은 1초의 정의가 훨씬 정밀해지며 반대로 1일 = 86,400초(세슘 원자시계로 측정한 표준 초)로 정의한다. 옛날식 정의도 1956년에 한 번 바뀌었는데, 종전에는 그냥 1 평균 태양일을 기준으로 하던 것을 1956년에 정의를 손보면서 춘분의 하루 길이를 평균내서 그것을 하루의 길이로 삼게 되었다. 허나 머지 않아 원자 시계가 등장하면서 이 정의도 버려지고, 1967년에 오늘날 사용하는 1초의 길이인 세슘 원자 기준 길이가 표준으로 채택되었다.
참고로 1초 = 하루의 86,400분의 1로 정의하던 시절의 1일과 오늘날의 1일(즉 86,400초)은 의외로 큰 차이가 있어, 현재의 1일이 과거(1967년 이전)의 1일보다 무려 3밀리초가 길다.
4. 어록
인간은 시간이 부족하다고 항상 불평하면서도, 마치 시간이 무한정 있는 것처럼 행동한다.
시간은 난다(Tempus fugit)
- 베르길리우스의 농경시 중에서
이른 아침은 입에 황금을 물고 있다.
- 벤자민 프랭클린
무서운 건 악이 아니오. 시간이지. 아무도 그걸 이길 수 없거든.
- 김영하, "살인자의 기억법" 中
어려운 일은 시간이 해결해 준다.
- 이솝 우화
- 피터 틸, "제로 투 원" 中
가고없는 날들을 잡으려 잡으려 빈손짓에 슬퍼지면, 차라리 보내야지, 돌아서야지. 그렇게 세월은 가는 거야.
- 산울림, "청춘" 中
시간은 훌륭한 스승이지만, 불행히도 모든 제자들을 죽인다.
아무튼 난 모든걸 먹어치우지. 식물, 동물, 모래, 액체, 돌, 나무, 얼음과 황금, 행성과 별들까지도 말야.
물과 공기, 빛도 먹어치우지! 너도 곧 먹어치울거란다. 귀여운 꼬마야! 그래. 난 줄곧 있어왔어. 네가 알아채니 못했을 뿐이지. 그리고 언젠가는 내가 나를 먹어치우게 될 것이다. 그러고나면 우주가 폭발하겠지! 하지만 걱정할 것은 없어! 네가 그걸 목격하는 일은 없을테니까! 그 어느 누구도!
-발터 뫼르스 한밤의 모험 中
시간의 걸음걸이에는 세 가지가 있다.
미래는 주저하며 다가오고, 현재는 화살처럼 날아가고, 과거는 영원히 정지되어 있다.
- 프리드리히 실러
이것은 모든 것을 잡아먹는다.
새들, 짐승들, 나무들, 꽃들.
무쇠를 갉아먹고, 강철을 깨문다.
단단한 돌을 가루내버린다.
왕들을 죽이며 마을을 폐허로 만든다.
그리고 태산마저 무너뜨린다.
- J. R. R. 톨킨, <호빗>에서 나온 수수께끼. 답은 시간.
What time is it now 너무 빨리 지나는 시간은 야속하게도 기다리지 않아
남기지 말자 아쉬움이란 거 한 살이라도 더 젊을 때 달려
(중략)
시간은 참 빨라 어제와 오늘의 유행도 달라
시간이라는 화살은 얼마나 더 멀리 날아갈까
시간을 아주 잠깐만 잡아 두고파 난 오늘밤만이라도
(중략)
흘러 흘러 흘러가 결국엔 흘러 흘러가 흘러 흘러 흘러가 결국엔 흘러 흘러가
결국엔 흘러 흘러가 결국엔 흘러가 흘러 흘러 흘러가 결국엔 흘러 흘러가
- 김상욱 교수의 강연 도대체 시간이란 무엇인가?의 베스트 댓글[15]
5. 관련 문서
[1] 쿠르츠게작트의 영상.[2] 이론물리학자 겸 우주론을 연구하는 이들이 우주의 진실을 알아내기 위한 측정 도구로써, 기술로 활용하기 위한 이유 등으로 에너지, 시간, 공간을 가정하였다.[3] 시'각'과 혼동하면 안된다. 시각은 'XX시'등으로 이들은 상대적이지않다.[4] 시속 300km로 달리는 KTX에 타게 되면 그렇지 않은 사람과 10-10초, 즉 0.0000000001초 (이하) 정도의 시간의 지연이 생긴다. 심지어 세포 하나하나의 시간의 흐름도 모두 다르다. 너무나 짧은 시간이라 큰 의미가 부여되지 않을 뿐이지만, 분명히 다르다.[5] 세상[6] 이미 너무 잘 쓰고있고 너무 잘 받아지고있기 때문에 실재하는지 아닌지는 중요하지 않음[7] 우라노스는 하늘의 남신, 가이아는 대지의 여신, 크로노스는 시간의 신으로 표현된다. 단, 크로노스라는 이름의 두 신이 있을 때도 있다. 자세한 건 크로노스 문서 참조.[8] 즉, 윤초가 있는 날의 하루는 24시간 00분 01초.[9] 즉, 윤년이 있는 해의 1년은 366일.[10] 지구 자전 속도가 느려짐에 따라, 하루가 지나는데 걸리는 시간이 10만 년마다 1초씩 늘어난다.[11] 1년을 구성하는 일수는 쉽게 말해 지구가 태양을 한 번 공전하는 1년간 해가 몇 번이나 떴냐는 뜻인데, 이는 결국 지구 자전속도에 달려있다. 수십억 년 전, 지구의 자전 속도가 빨랐을 땐 800일이었던 적도 있었으며, 앞으로 지구의 자전속도가 느려짐에 따라 먼 미래엔 1일의 시간이 늘어남과 동시에 1년의 일수는 줄어든다.[12] 바빌로니아인들도 이를 수메리아인들에게서 전수받았다고 하는데, 수메리아인의 시간 측정에 대한 기록은 남아있지 않다.[13] 시침은 없고 분침과 초침만 달린 시계였다. 오늘날의 스톱워치와 비슷한 물건이었던 셈.[14] 여기서 말하는 미래는 단순히 시간의 경과에 따른 결과가 아닌, 더 나은 미래를 말하는 것이다. 즉, 현재에서 나아가려면 그에 상응하는 노력이 필요하다는 뜻.[15] 김상욱 교수도 인상깊었던 모양인지 페이스북 페이지에 댓글 내용을 업로드하기도 했다(...).