KISTI의 과학향기

2027년 5월 20일, 반세기 동안 이어진 시간의 규칙이 바뀐다. 국제도량형총회(CGPM)은 지난 10월 프랑스 베르사유에서 열린 회의에서 지구 자전에 맞춰 원자시계를 조정하는 윤초(閏秒)를 폐지하기로 결정했다. 당초 2035년까지 폐지하려던 계획을 8년 앞당긴 것이다. 최근 지구 자전 속도가 빨라지면서 세계 표준시(UTC) 사상 처음으로 1초를 뺄 가능성이 생겼기에 이같은 결정이 나오게 되었다.

 

사진 1. 국제도량형총회는 지구 자전 속도가 빨라지자, 윤초를 폐지하기로 했다. ⓒShutterstock

 

윤초, 윤달, 윤년 등은 인간이 쓰는 달력과 실제 천체의 운동 사이에 발생하는 오차를 보정한다. 윤초는 어떻게 오차를 맞춰 왔고, 이 방식이 한계를 맞이한 이유는 무엇일까? 미세한 보정 대신 선택한 대안까지 살펴본다.

 

우리의 하루 24시간은 곧 지구가 한 바퀴 자전하는 데 걸리는 시간이다. 하지만 지구는 늘 같은 속도로 돌지 않는다. 하루의 길이는 달의 인력과 지구 핵에서 맨틀, 지각에 이르는 움직임, 대기와 해양의 변화 등에 따라 8만 6,400초에서 미세하게 늘거나 줄어든다. 

 

윤초는 이 차이를 맞추기 위해 1972년 도입된 체계다. 세계 표준시는 세슘 원자의 일정한 진동을 기준으로 시간을 잰다. 윤초는 세계 표준시가 지구 자전 기준 시간과 0.9초 넘게 벌어지지 않도록 필요할 때 1초를 더하거나 빼도록 한다. 지구의 태양 주위 공전 궤도와 시간을 맞추기 위해 달력에 하루를 추가하는 윤년과 유사한 관행이나, 윤년은 4년마다 발생하기에 예측 가능하다. 시차의 변화를 하루 단위로 보는 작업과 차이가 있다. 가장 최근 윤초가 반영된 날은 한국 표준시 기준 2017년 1월 1일로, 오전 8시 59분에서 60초 지난 시점을 9시가 아닌 ‘8시 59분 60초’로 정의해 1초를 삽입했다. 

 

 

윤초가 시행된 54년 동안 1초를 더하는 ‘양의 윤초’만 27차례 있었다. 그러나 사상 처음 1초를 빼는 ‘음의 윤초’의 가능성이 대두되면서 국제 사회는 윤초 폐지를 논의하게 되었다. 과학계가 음의 윤초를 예측하는 것은 실제로 지구 자전이 빨라지고 있기 때문이다. 2000년대 이후 자전 속도는 지구 핵의 변화와 극지방 빙하의 융해와 같은 지표면 현상이 복합적으로 작용해 빨라지는 경향을 보였다. 학계가 꼽은 원인 중 하나는 기후 변화다. 가령 빙하가 녹아 바다가 되면 물이 극지방에서 적도 쪽으로 퍼지는데, 적도 부근에 모인 물로 지구의 원형이 납작해지면서 자전 속도가 느려질 수 있다. 2025년 3월, 지구 자전 전문가들이 주최한 워크숍에서는 음의 윤초가 발생할 확률이 가까운 미래에 급격히 증가하여 2035년에는 30%에 이를 것이라는 예측이 나왔다.

 

문제는 세계 표준시를 사용하는 대부분의 디지털 시스템이 시간을 뒤로 되돌릴 준비가 되어 있지 않다는 점이다. 지난 세기말, 달력이 1999년에서 2000년이 넘어갈 때 기존 디지털 시스템이 1900년과 2000년을 혼동하여 전 세계적으로 시스템 장애가 일어날 것이라는 예측이 있었다. 오늘날은 통신망, 위성 항법 시스템, 데이터 센터 등 훨씬 더 많은 기기와 시스템이 같은 시각을 공유하며 데이터와 명령을 촘촘히 처리한다. 

 

1초는 짧은 순간이지만 고도로 집약된 시스템일수록 찰나의 시간을 놓친 데 따른 혼란이 커진다. 근래 양의 윤초를 적용했을 때도 여러 서비스에서 서비스 장애가 일어났다. 2012년에는 미국 온라인 커뮤니티 ‘레딧’이 다운됐고, 호주 콴타스 항공의 예약 시스템이 마비되었다. 국제도량형총회는 음의 윤초에 대비해 전 세계 전산 시스템을 고치려면 Y2K 버그 대응에 버금가는 투자가 필요할 것이라고 봤다. 이번 총회에 참여한 박연규 한국표준과학연구원 부원장은 “윤초를 빼려니 어떤 일이 벌어질지 예측이 어려워 엄두가 나지 않는 상황”이라고 전했다.

 

국제 사회는 지구와 인간 사회의 미세한 시차를 계속해서 보정하지 않고, 두 시간의 차이를 최대 3,600초, 즉 1시간까지 허용하기로 했다. 이것을 윤시라고 한다. 수백조 원을 들여 전산망을 고치는 대신 보정의 원칙을 바꾸기로 한 것이다. 지구 자전 속도는 밀리초보다도 짧은 시간이 오랜 기간 누적되어 변하기에, 1시간을 넣거나 빼는 것은 수백 년 뒤의 일이 될 것이다.

 

투표 결과는 만장일치는 아니었다. 위성에 윤초 처리 시스템이 내장한 경우가 많은 러시아 대표단은 반대표를 던졌다. 벨라루스 대표단은 기권했다. 미국 국립표준기술연구소의 시간 및 주파수 부서 담당자는 윤시 도입이 편의성을 위해 문제를 아주 먼 미래로 미루는 것이라 말했다. 막대한 비용과 시간을 들여 수고스럽게 차이를 보정하거나 약 10년 뒤로 예정된 위기에 대응해 새로운 방식을 만들기보다는 그저 지구와 다른 속도로 살아가는 세상을 허용하는 것이 더 나은 미래일 수 있다. 적어도 문제를 일으키지 않는다는 점에서는 그렇다. 그렇게 인간 사회는 자연의 시간을 따르기 대신 문명이 만든 기술 시스템의 안전성을 지키는 데 한 표를 던졌다.

 

 

글 : 맹미선 과학칼럼니스트, 일러스트 : 유진성 작가