[단위로 보는 표준이야기] 시간의 기본단위, 초(s)

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자료 출처 : 국가기술표준원 / 픽사베이

 

단위로 보는 표준이야기
시간의 기본단위, 초(s)

 

초 그리고 second, 초(s)에 대한 모든 것

 

• 우리 생활과 떼려야 뗄 수 없는 사이인 "시간". 국제단위계(SI)에서 정한 시간의 기본단위는 초(s)입니다.
  
  예전에는 1초를 지구의 자전에 의한 평균 태양일의 1/86,400로 정의하였습니다. 하지만 지구의 불규칙한 자전으로 인해 이 정의가 완벽하지 않다는 것이 측정 결과 밝혀졌습니다.
  그래서 국제도량형총회는 1960년 시간의 단위를 좀 더 엄밀하게 정의하였습니다. 1900년도의 태양년을 기준으로 삼은 것이죠.
  
  "1초는 1900년 1월 0일 12시 기준으로 태양년의 '1/31556925.9747'"로 정의한 것입니다. 쉽게 말해 지구의 자전에서 공전으로 그 기준을 바뀐 것입니다.
  하지만, 국제도량형총회는 시간의 정의를 다시 바꿉니다. 이른바 원자시계의 등장으로 보다 과학적인 측정이 가능해졌기 때문입니다.
  
  
• 초(s) 정의
  절대 영도에서 세슘 133 원자의 바닥상태에 있는 두 초미세 에너지준위의 주파수 차이인 9,192,631,700Hz9,192,631,700Hz 주기의 지속 시간 무슨 말인지 조금 어려운 듯한데요.
  
  세슘 133이라는 원자에 어떤 특정 주파수의 전파를 쬐면 세슘 원자가 바닥상태에서 들뜬상태로 변하게 되는데요. 이 특정 전파의 진동수를 세고 그 진동수가 9,192,631,770가 되면 1초로 하는 것입니다.​

 

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초(s)는 두 번째를 의미한다?!

 

• 시간의 단위 초(s). 여기서 's'는 second를 의미합니다. second는 영어로 두 번째라는 뜻을 가지고 있는데요. 어떻게 오늘날 우리가 부르는 초가 된 것일까요?
  
  
• 그 유래는 중세 유럽으로 거슬러 올라갑니다. 유럽이 중세 암흑기를 지나고 있을 때, 고대 그리스의 과학 전통은 중동의 학자들에 의해 계승되고 있었죠. 그중 가장 유명한 사람이 바로 "알 비루니"입니다.
  그는 물리학자, 측지학자, 천문학자, 역사학자 등 열 개나 되는 직함을 가지고 있었다고 합니다.
  40대에 천문학자가 된 알 비루니는 직접 제작한 사분의로 천체를 관측해 달력을 만들고 최초로 시간 단위를 60진법으로 체계화하는데요.
  그가 살았던 지역의 관습을 따라 하루를 24로 나누어 hour라 했습니다.
  그리고 그는 hour를 60으로 나눈 간격을 '작은'이라는 뜻을 가진 minute로 불렀습니다.
  
  ​Minute는 육안과 사분의로 별을 관측하면 구분할 수 있는 한계치였지만, 알 비루니는 상상 속에서 계속 나누게 됩니다.
  Hour를 60으로 한번 더, 즉 두 번 나눈 것을 second, 세 번은 third, 그리고 네 번 나눈 것을 fourth라고 불렀죠. 이렇게 오늘날 우리가 쓰는 초(s)가 탄생하게 된 것입니다.

 

알 비루니 [출처: 위키백과]

 

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초(s) 보다 작은 단위가 존재한다?

 

• 우리가 알고 있는 시간의 단위는 뭐가 있을까요?
  하루는 24시간 할 때의 시간(hour), 1시간은 60분의 분(minute), 그리고 1분은 60초의 초(s)까지가 친숙한 단위입니다.
  하지만 올림픽 경기를 보다 보면 0.01초의 차이로 1등을 놓치는 장면을 볼 수 있습니다. 이 0.01초의 단위는 무엇일까요?
  
  
• 초에도 단위가 있는데요. 밀리초, 마이크로초, 나노초, 피코초, 펨토초, 아토초 등이 있습니다.
  이렇게 미세한 시간의 단위들을 극미세 시간이라고 부르죠.

 

밀리초(millisecond)

밀리초는 1,000분의 1초로 보통 ms라고 많이 쓰입니다. 보조 기억 장치 등의 평균 액세스 시간을 하드 디스크 장치에서는 수십 밀리초, 플로피 디스크 장치에서는 수십, 수백 밀리초 정도로 기록하고 있습니다. 또 동적 램의 리프레시 주기 수 또한 밀리초 정도로 표기되고 있죠.

 

마이크로초(microsecond)

마이크로초는 100만 분의 1초를 의미하는데요. 기호는 μs이며 나노초와 함께 주로 컴퓨터 연산속도 등 빠르게 움직이는 것에 대한 운동을 기술할 때 사용됩니다.

 

나노초(nanosecond)

나노초는 10억 분의 1초로 nsec 또는 ns라고 쓰입니다. 구체적인 속도로서 빛은 진공 중에서 1ns(나노초)에 30cm 이동하죠. 논리회로에서 펄스의 상승, 하강 시간이 나노초 이하의 것을 나노초 회로라고 합니다. 또한 컴퓨터의 제어 장치가 데이터를 요구하고 나서 데이터를 주고받기까지의 시간을 액세스 시간이라고 하는데요. 이 단위에도 나노초가 사용되고 있습니다.

 

그 밖의 극미세 시간 단위들

피코초, 펨토초, 아토초는 정말 극미세한 시간의 단위들로 일상에서는 잘 사용되지 않아 익숙하지 않은데요. 과학에서 원자 내부에 있는 전자의 움직임 등을 표현하기 위해 사용되고 있다고 합니다.

 

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