지구시 문서 원본 보기

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'''지구시'''({{lang|en|Terrestrial Time}}, '''TT''')는 [[국제천문연맹]]에서 정의한 현대 천문학의 표준시로, 주로 지구 표면에서의 천문 관측 시의 시각 측정에 사용한다.<ref>The 1991 definition refers to the scale agreeing with the SI second "on the geoid", i.e. close to mean sea level on Earth's surface, see [http://iau.org/static/resolutions/IAU1991_French.pdf IAU 1991 XXIst General Assembly (Buenos Aires) Resolutions], Resolution A.4 (Recommendation IV).  A redefinition by [http://syrte.obspm.fr/IAU_resolutions/Resol-UAI.htm resolution of the IAU 2000 24th General Assembly (Manchester)], at Resolution B1.9, is in different terms intended for continuity and to come very close to the same standard.</ref> 지구시는 [[역표시]]를 계승하였으며, '''지구역학시'''와 동등하다.<ref name=iau1991-4-n4>TT is equivalent to TDT, see IAU conference 1991, Resolution A4, recommendation IV, note 4.</ref> 지구시의 개발 목적은 역표시와 같이, [[ΔT|지구 자전의 불균일성]]을 해결하기 위해서이다.

지구시의 단위는 세슘 [[원자 시계]]로 정의된 [[초 (시간)|SI 초]]이지만,<ref name=iau1991-4-2>IAU conference 1991, Resolution A4, recommendation IV, part 2 states that the unit for TT is to agree with the SI second 'on the geoid'.</ref> 지구시는 원자 시계로 정의되지 않는 이론적인 시각 체계로, 현실에서는 지구시를 추정할 수밖에 없다.

지구시는 민간 목적으로 사용하는 [[협정 세계시]](UTC)와 분명한 차이가 있지만, [[국제원자시]]를 통해 간접적으로 연관이 있다. 지구시가 처음 등장했을 때 국제원자시와 역표시 사이의 차이가 굳어져, 현재 지구시는 국제원자시보다 32.184초 더 빠르다.

==역사==
지구시의 정의는 1976년 [[국제천문연맹]] 제 16회 총회에서 정해졌으며, 처음 명칭은 지구역학시({{lang|en|Terrestrial Dynamical Time}}, TDT)였는데, 이는 태양계 [[천체력]]에 사용되던 [[질량중심 역학시]](TDB)와 대응 관계를 보이기 위해서였다. 이후 지구역학시와 질량중심 역학시 둘 모두 완벽한 정의가 아님이 밝혀졌으며, 이름에 포함된 '역학시'라는 용어에 대한 의문도 생겨났다.

1991년 제 21회 총회에서는 지구역학시를 재정의하고, 이름을 지구시로 변경했다. 지구시는 공식적으로 [[지구중심 역학시]]의 선형 척도로서 정의되며, 단위는 [[초 (시간)|SI 초]]가 되었다. 지구시와 지구중심 역학시 사이의 정확한 비율은 실험으로 결정해야 했다.<ref>{{웹 인용 |url=http://www.iers.org/MainDisp.csl?pid=98-134 |title=Recommendation IV of the XXI General Assembly |웹사이트=IAU |확인날짜=2020-02-26 |archive-date=2007-03-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20070308012438/http://www.iers.org/MainDisp.csl?pid=98-134 |url-status= }}</ref> 2000년에 지구시와 지구중심 역학시의 정확한 비율을 상수 {{nowrap|1 − {{val|6.969290134|e=−10}}}}로써 도입했다.<ref>{{웹 인용|url=http://chiron.mtk.nao.ac.jp/~toshio/iaudiv1/IAU_resolutions/Resol-UAI.htm |제목=Resolution B1.9 of the IAU XXIV General Assembly |날짜=2000}}</ref>

==현대 정의==
지구시는 [[지구좌표시]](TCG)와 항상 같은 비율만큼 차이난다. 공식적으로 지구시는 다음 식으로 정의된다.

<math display="block">TT = \bigl(1-L_g\bigr) \times TCG\ + \ E</math>

TT와 TCG는 각각 지구시와 지구좌표시의 [[초 (시간)|SI 초]]이며, <math>L_g</math>는 둘 사이의 시간 차이를 나타내는 상수, <math>E</math>는 [[역기점]] 문제를 해결하기 위한 상수이다. <math>L_g</math>는 정확히 {{val|6.969290134|e=−10}}로 정의된다.<ref group="내용주">1991년 지구시가 처음 정의되었을 때 <math>L_g</math>의 값은 실험으로 측정되었는데, 이 당시 가장 정확한 추정값은 {{val|6.969291|e=−10}}이었다.</ref>

지구시와 지구좌표시 간의 관계는 다음 식으로서 표현되기도 한다. <math>JD_{TCG}</math>는 [[율리우스일]]로 표기한 지구좌표시이다.

<math display="block">TT = TCG - L_g \times \bigl(JD_{TCG} - 2443144.5003725\bigr) \times 86400</math>지구시와 지구좌표시 사이의 관계는 율리우스일을 사용하여 다음 식으로 간단히 정리할 수 있다.

<br /><math display="block">JD_{TT} = E_JD + \bigl(JD_{TCG} - E_{JD}\bigr) \times \bigl(1 - L_g\bigr)</math>


여기서 <math>E_{JD}</math>는 정확히 {{gaps|2443|144.500|3725}}이다.

==현실화==
지구시는 이론적인 체계로, 현실에서의 활용을 위해서는 지구에 있는 실제 시계로 현실화해야 한다. 지구시의 현실화는 국제원자시로 진행하는데, 국제원자시는 지구 표면 및 지구 저궤도에 [[원자 시계]]를 배치하여, 월별로 원자 시계들이 보이는 시간 값을 모아 매 달마다 정의함을 통해, 지오이드 상의 [[고유시간]]의 흐름을 맞추려고 시도한다. 원자 시계를 운용하는 기관 일부에서는 실시간으로 원자시의 추정값을 표시해 주기도 한다.

지구시가 처음 등장했을 때의 국제원자시와 역표시 간의 차이가 굳어져, 국제원자시를 통한 지구시의 정의는 다음과 같다.

<math display="block">TT(TAI) = TAI + 32.184 s</math>

국제원자시는 발표 이후 수정되지 않으므로, 오류가 밝혀졌음에도 잘못된 데이터가 사용될 수 있다. [[국제 도량형국]]에서는 1992년부터 매년 국제원자시 자료의 재분석을 통해 지구시의 정밀도를 높이고 있다. 이 과정을 통한 지구시는 TT(BIPM)이라고 하며, TT(TAI)와의 차이를 표 형식으로 표시하고 있다. 정확한 값은  [https://www.bipm.org/jsp/en/TimeFtp.jsp?TypePub=ttbipm 국제 도량형국 홈페이지] {{웹아카이브|url=https://web.archive.org/web/20170822013810/https://www.bipm.org/jsp/en/TimeFtp.jsp?TypePub=ttbipm}}에서 확인할 수 있다.

매우 정밀한 주기를 가지는 [[펄사]]를 이용해 지구시를 현실화하려는 연구도 있으며,<ref>{{인용|url=https://www.researchgate.net/publication/317818474_Realizing_Terrestrial_Time_Using_Ensemble_Pulsar_Time |제목=Realizing Terrestrial Time Using Ensemble Pulsar Time |성1=Zhang |이름1=C. |성2=Liu |이름2=J. |성3=Nie |이름3=G. |성4=Cheng |이름4=W. |날짜=2017-5 |doi=10.13203/j.whugis20150085}}</ref> 원자 시계의 오류를 밝혀내는 데 유용하게 쓰일 가능성이 있다.

==추정==
간혹 지구시를 사용할 때 이론적인 계산으로는 충분하지 않은 경우가 있다. 밀리초 정도의 정확도만을 필요로 할 때, 지구시는 다음과 같은 방법으로 정의할 수 있다.

* 밀리초 정도에서는 지구시와 국제원자시가 서로 평행하게 흘러간다. 지구시는 국제원자시보다 약 32.184초 더 빠르다.<ref>IAU conference 1991, Resolution A4, recommendation IV, note 9.</ref><ref>The atomic time scale A1 (a predecessor of TAI) was set equal to UT2 at its conventional starting date of 1 January 1958 (see L Essen, [http://www.leapsecond.com/history/1968-Metrologia-v4-n4-Essen.pdf "Time Scales"], Metrologia, vol.4 (1968), 161-165, at 163), when [[ΔT]] (ET-UT) was about 32 seconds. The offset 32.184 seconds was the 1976 estimate of the difference between [[Ephemeris Time]] (ET) and [[International Atomic Time|TAI]], "to provide continuity with the current values and practice in the use of Ephemeris Time" (see IAU Commission 4 (Ephemerides), Recommendations to IAU General Assembly 1976, Notes on Recommendation 5, note 2)</ref>
* 지구시는 [[GPS#GPS 시각|GPS 시각]]과도 평행하게 흘러가며, GPS 시각은 국제원자시보다 19초 느리기 때문에, 지구시는 GPS 시각보다 약 51.184초 더 빠르다.<ref>{{웹 인용|url=http://www.ucolick.org/~sla/leapsecs/timescales.html |author=Steve Allen |title=Time Scales |publisher=[[Lick Observatory]] |access-date=2017-08-13}}</ref>
* 지구시는 사실상 [[역표시]]를 이은 것으로, 역표시와의 연속성을 고려해 설계되었으며, 역표시의 초 정의에서 파생된 SI 초와 같은 비율로 흘러간다.<ref>P K Seidelmann (ed.) (1992), [https://books.google.com/books?id=uJ4JhGJANb4C&pg=PA42 'Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac', at p.42]; also IAU Commission 4 (Ephemerides), Recommendations to IAU General Assembly 1976, Notes on Recommendation 5, note 2.</ref>
*지구시는 그리니치 태양시인 [[UT1]]보다 약간 빠르다. [[ΔT]] = TT − UT1으로 정의될 때, 2015년 1월 1일 [[협정 세계시|UTC]] 0시 기준으로 ΔT = +67.6439 초였다.<ref>[[US Naval Observatory]] ([[USNO]]) data file online at [ftp://maia.usno.navy.mil/ser7/deltat.data ftp://maia.usno.navy.mil/ser7/deltat.data (accessed 27 October 2015)] {{웹아카이브|url=https://web.archive.org/web/20110616143132/ftp://maia.usno.navy.mil/ser7/deltat.data}}.</ref> 1900년에는 [[ΔT]]의 값이 0에 매우 가까웠다. ΔT의 값은 UT1이 불규칙하게 느려져 계속 증가할 것으로 예측된다.

==상대론적인 관계==
서로 다른 위치에 있는 관측자 간에는 [[상대론]]의 효과로 인해 이론적인 지구시조차 서로 다를 수 있다. 상대론적인 효과를 고려하여, 지구시는 [[지오이드]]의 [[해수면]]에 있는 [[고유시간]]이라고 설명하지만,<ref>For example, IAU Commission 4 (Ephemerides), Recommendations to IAU General Assembly 1976, Notes on Recommendation 5, note 1, as well as other sources, indicate the time scale for apparent geocentric ephemerides as a proper time.</ref><ref name=guin86>B Guinot (1986), [http://adsabs.harvard.edu/abs/1986CeMec..38..155G "Is the International Atomic Time a Coordinate Time or a Proper Time?"], Celestial Mechanics, 38 (1986), pp.155-161.</ref> 엄밀하게 현재 지구시는 [[조정 시간]]으로 정의되는데, 정량적인 영향은 없으나, 지오이드 상 [[중력시간지연]]의 효과를 고려하여 정의를 더 상세하게 한 것이다.<ref>IAU General Assembly 1991, Resolution A4, Recommendations III and IV, define TCB and TCG as coordinate time scales, and TT as a linear scaling of TCG, hence also a coordinate time.</ref>

현재 지구시의 정의는, 지오이드에서 무한히 멀리 떨어져 중력시간지연을 받지 않는 [[지구중심 좌표시]]의, 선형 척도이다. 따라서 지구 표면에 있는 관측자의 지구중심 좌표시는 관측자의 SI 시간보다 약간 느리게 흘러가며, 관측자의 지구시와 SI 시간은 지오이드 상에서는 일치하나, 고도가 높아질수록 SI 시간이 더 빠르게 흘러간다. 지구중심 좌표시는 천문학의 이론 분야에서 주로 사용되고 있다.

== 같이 보기 ==
* [[질량중심 좌표시]]
* [[지구중심 좌표시]]

== 각주 ==
;내용주
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;참조주
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== 외부 링크 ==
* [http://www.bipm.org/en/scientific/tai/ BIPM]
* [https://web.archive.org/web/20071001165938/http://tf.nist.gov/general/glossary.htm Time and Frequency from A to Z]

{{시간 측정과 표준}}

[[분류:천문학에서의 시간]]
[[분류:지구]]