UT1

UT1 은 지구가 얼마나 돌았는지를 보고 지금 시각을 알려 줍니다. 원자시계 대신 지구의 자전을 시계로 삼은 시각입니다. 지구의 자전 속도는 조금씩 흔들립니다. 그래서 UT1 은 원자시계의 시각과 서서히 벌어집니다. 우리가 일상에서 쓰는 UTC 는 이 UT1 에서 멀어지지 않도록 가끔 1초를 끼워 넣습니다.

쉽고 빠른 이해

UT1 은 지구가 한 바퀴 도는 것을 하루로 삼아 센 시각입니다. 해시계처럼 하늘의 움직임을 시계로 쓰는 방식을 아주 정밀하게 다듬은 것입니다.

사람의 하루는 해가 뜨고 지는 것이 정합니다. 원자시계만 따르면 시계의 시각과 지구의 회전이 몇 해에 걸쳐 조금씩 어긋납니다. UT1 은 그 어긋남을 재는 잣대입니다.

여러 대륙의 전파망원경이 먼 천체를 기준으로 지구가 얼마나 돌았는지 잽니다
그 회전 각도를 시각으로 바꾼 값이 UT1 입니다
일상의 시각이 UT1 과 1초 가까이 벌어지면 1초를 끼워 다시 붙입니다

UT1 은 미리 계산해 둘 수 없습니다. 지구가 어떻게 돌지는 재 봐야 압니다. UT1 을 쓰려면 관측 기관이 내는 표를 받아 와야 합니다.

화면이나 로그에 적는 시각은 일상의 시각으로 충분합니다. UT1 은 위성이나 안테나를 겨눌 때처럼 지구가 돌아 있는 각도가 답에 들어갈 때만 씁니다.

상세

운동장을 도는 선수의 바퀴 수로 시간을 센다고 해 봅시다. 한 바퀴를 한 시간으로 정해 두면 선수가 지친 날에는 한 시간이 길어집니다. 옆에 초시계를 두고 견주면 바퀴 수 시계가 조금씩 뒤처지는 것이 보입니다.

UT1(Universal Time 1, 세계시 1)은 이 선수 대신 지구를 세운 시각입니다. 지구가 자기 축을 따라 얼마나 돌았는지 잽니다. 그리고 그 각도를 시각으로 바꿉니다.

초시계에 해당하는 것은 원자시계입니다. 원자시계는 원자가 내는 전자기파의 떨림을 세어 1초를 잽니다. 이렇게 잰 1초는 길이가 흔들리지 않습니다.

지구 자전으로 재는 시각

세계시는 지구 자전을 바탕으로 한 시각을 통틀어 이르는 말입니다. 줄여서 UT(Universal Time)라고 씁니다. 세계시는 무엇을 보정했느냐에 따라 뒤에 번호를 붙여 가릅니다.

번호를 가르는 것은 극운동입니다. 극운동은 지구의 몸통이 자전축에 대해 흔들리는 움직임입니다. 몸통이 흔들리면 그 위의 관측소가 자전축을 바라보는 방향도 바뀝니다. 방향이 바뀐 관측소에서는 같은 회전도 다른 각도로 보입니다.

관측소 한 곳에서 잰 그대로의 값이 UT0(Universal Time 0, 세계시 0)입니다. 여기서 극운동의 영향을 걷어 내면 UT1 이 됩니다. 계절마다 되풀이되는 흔들림까지 다듬으면 UT2(Universal Time 2, 세계시 2)가 됩니다.

이름	무엇을 보정했나	지금의 쓰임
UT0	보정하지 않았다. 관측소 한 곳에서 잰 값이다	계산의 출발점
UT1	UT0 에서 극운동의 영향을 걷어 냈다	지구 회전의 기준
UT2	UT1 에서 계절마다 되풀이되는 흔들림까지 다듬었다	거의 쓰지 않는다

극운동을 걷어 낸 UT1 은 어느 관측소에서 재든 하나로 모입니다. UT1 은 지구가 자기 축을 따라 도는 각도에 곧바로 대응합니다. 세계시라고 하면 대개 이 UT1 을 가리킵니다.

지구가 얼마나 돌았는지는 먼 우주의 전파원을 기준으로 잽니다. 수십억 광년 떨어진 천체는 하늘에서 거의 움직이지 않아서 기준점으로 쓰기 좋습니다. 여러 대륙의 전파망원경이 같은 천체를 함께 봅니다. 신호가 망원경마다 닿는 시각의 차이로 지구의 방향을 계산합니다.

이 방법이 VLBI(Very Long Baseline Interferometry, 초장기선 전파 간섭계)입니다. 여러 대륙의 관측을 한꺼번에 풀면 극운동도 함께 구해집니다. 그래서 VLBI 로 얻는 값은 관측소 한 곳의 UT0 가 아니라 곧바로 UT1 입니다.

세계시의 뿌리는 GMT(Greenwich Mean Time, 그리니치 평균시)입니다. GMT 는 영국 그리니치에서 본 해의 움직임으로 정한 옛 기준 시각입니다. 세계시가 이 이름을 이어받아 더 정밀하게 잽니다. 요즘 GMT 라는 말은 흔히 UTC(Coordinated Universal Time, 협정 세계시)와 같은 뜻으로 쓰입니다.

원자시계와 벌어지는 까닭

지구의 자전 속도는 늘 같지 않습니다. 대기와 바다의 움직임, 지구 속의 변화가 자전을 빠르게도 느리게도 만듭니다. 이 흔들림에는 규칙이 없어서 미리 계산해 둘 수 없습니다.

길게 보면 지구는 느려지고 있습니다. 달이 일으키는 밀물과 썰물의 마찰이 자전에 브레이크를 겁니다. 하루가 아주 조금 길어집니다.

원자시계의 1초는 1820년 무렵 하루의 86400분의 1과 같은 길이입니다. 그 뒤로 지구가 느려져서 지금의 하루는 원자시계로 86400초보다 조금 깁니다. 날마다 남는 조금이 쌓이면 몇 해 사이에 1초가 됩니다. 그만큼 UT1 은 원자시계로 센 시각보다 뒤처집니다.

여러 원자시계의 값을 모아 끊김 없이 이어 센 세계 시각이 TAI(International Atomic Time, 국제원자시)입니다. UT1 은 이 TAI 에서 해마다 멀어집니다.

UTC 가 UT1 을 따라가는 방법

UTC 는 전 세계가 일상에서 함께 쓰는 기준 시각입니다. 서버 로그와 데이터베이스도 흔히 이 시각으로 적습니다.

지금 꼴의 UTC 는 1972년부터 쓰였습니다. 그 전까지 기준 시각은 지구 자전을 따랐습니다. 지구를 따르면 1초의 길이가 날마다 달라집니다. 기계와 통신망이 같은 1초를 쓰려면 원자시계의 1초가 필요했습니다.

UTC 의 1초는 TAI 의 1초와 같은 길이입니다. 그러면서도 UT1 에서 0.9초 넘게 벌어지지 않도록 붙잡혀 있습니다.

붙잡는 수단이 윤초입니다. 어느 달의 마지막 1분에 1초를 끼우거나 빼서 UTC 를 UT1 쪽으로 되돌립니다. 1972년부터 지금까지 넣은 윤초는 모두 1초를 더하는 쪽이었습니다. 지구가 원자시계보다 느리게 돌았기 때문입니다.

UT1 을 재고 윤초를 정하는 일은 IERS(International Earth Rotation and Reference Systems Service, 국제 지구 자전·기준계 서비스)가 맡습니다. IERS 는 UT1 − UTC 가 0.9초에 다가갈 것으로 예측되면 윤초를 알립니다.

IERS 는 UT1 이 필요한 쪽을 위해 둘의 차이도 함께 알립니다. 이 차이를 나르는 통로 하나가 시보입니다. 시보는 표준 시각을 전파에 실어 내보내는 방송입니다.

시보는 시각과 함께 예보된 UT1 − UTC 값을 싣습니다. 이 값이 DUT1 입니다. UTC 에 DUT1 을 더하면 UT1 과 0.1초 안으로 맞습니다.

DUT1 이 −0.2초로 알려진 날이라면 계산은 이렇습니다.

UTC  = 10:00:00.0
DUT1 = -0.2
UT1  = UTC + DUT1  // 09:59:59.8

UTC 가 10시 정각을 가리킬 때 지구는 아직 9시 59분 59.8초만큼만 돌아 있습니다. 더 정밀한 값이 필요하면 IERS 가 관측 뒤에 내는 표에서 그날의 UT1 − UTC 를 찾아 씁니다.

UT1 과 UTC 는 서로 다른 뿌리에서 나옵니다. UT1 은 지구를 봅니다. UTC 는 원자시계를 따릅니다. 두 뿌리가 IERS 에서 만나는 모양은 이렇습니다.

flowchart TD
    O["전파망원경 · 지구 자전 관측"] --> U1["UT1"]
    A["원자시계 · TAI"] --> UTC["UTC"]
    U1 --> D["IERS · UT1 − UTC 계산"]
    UTC --> D
    D -->|"0.9초에 다가가면"| L["윤초를 알린다"]
    L -.->|"1초를 끼운다"| UTC
    D -->|"예보값"| DU["DUT1 · 시보에 싣는다"]

백엔드가 UT1 을 만나는 곳

대부분의 서비스는 UT1 을 직접 다룰 일이 없습니다. 사람에게 보여 줄 시각도, 로그에 적을 시각도 UTC 면 충분합니다.

UT1 이 간접으로 드러나는 때는 윤초입니다. NTP(Network Time Protocol, 네트워크 시간 프로토콜) 서버는 윤초를 미리 알립니다. 운영체제의 시계는 흔히 끼운 1초를 같은 초(예: 23:59:59)를 한 번 더 세는 식으로 처리합니다. 둘 다 UTC 가 UT1 을 따라가려는 데서 나옵니다.

UT1 을 직접 써야 하는 곳은 지구의 방향이 계산에 들어가는 프로그램입니다. 인공위성이 지금 하늘 어디에 보이는지, 망원경이나 안테나를 어느 쪽으로 돌릴지 계산할 때가 그렇습니다. 적도의 땅은 1초에 약 460미터를 움직입니다. 지구가 1초 어긋나게 돌아 있다고 보면 겨누는 방향도 그만큼 틀어집니다.

이런 프로그램은 UTC 에 IERS 가 낸 UT1 − UTC 값을 더해 UT1 을 얻습니다. 이 값은 공식이 아니라 관측으로 정해지므로 표를 주기적으로 받아 와야 합니다. 표가 낡으면 예보에만 기대게 되어 오차가 커집니다.

하려는 일마다 고르는 시각이 다릅니다.

하려는 일	고르는 시각
사람에게 시각을 보여 준다 · 로그에 적는다	UTC
윤초를 건너서도 흐른 초를 빠짐없이 센다	TAI
지구가 지금 어느 방향으로 돌아 있는지 계산한다	UT1

백엔드가 흔히 만나는 것은 첫 줄입니다. UT1 은 마지막 줄처럼 지구의 회전 각도 자체가 답에 들어갈 때만 고릅니다.

상세

지구 자전으로 재는 시각

원자시계와 벌어지는 까닭

UTC 가 UT1 을 따라가는 방법

백엔드가 UT1 을 만나는 곳

관련 항목

UT1 을 한 갈래로 두는 세계시 계열

UT1 과 나란히 굴러가는 시간 척도

UT1 을 재는 관측과 지구의 움직임

UT1 과 UTC 의 차이를 알리고 나르는 값·기관·프로토콜