시간 방정식
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작성자 타라곤 댓글 0건 조회 1,322회 작성일 12-06-14 23:16
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별들에 대한 태양의 실제 운동이 일정치 않음으로 인해 우리는 여러가지 혼동을 빚게된다. 이렇게 태양의 운동이 불규칙해 보이는 이유는 별들 사이에서는 동쪽으로 운동하는 태양이 천구 적도에 대해서는 황도의 북쪽이나 남쪽으로 움직이기 때문이다. 게다가 어떤 때 태양은 평소보다 더 빠른 속도로 동쪽으로 이동해 간다. 사실상 태양시(우리가 따르는 시간)는 태양이 그리는 운행 궤적이 천구적도에 대해 평행함을 기본으로 하여 만들어진 것이다. 그러므로 이것은 실제 태양의 움직임과 천구의 적도를 따라 일정하게 운동하는 평균 태양 (mean sun)사이에 9분의 시간차를 만들어 낸다.
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또 다른 원인은 지구의 공전궤도가 타원이라는데 있다. 그러므로 지구가 태양에서 가장 가까운 근일점(perihelion)을 지나게 될 때 지구는 가장 빠른 공전 속도를 가지며, 반대로 태양에서 가장 멀리 떨어진 원일점(aphelion)에 있는 경우 가장 느린 속도로 돌게 된다. 앞부분에서 이미 정의했듯이 1태양일은 태양이 남중하여 다음번 남중하는데 까지 걸리는 시간이다. 근일점에서 지구는 매우 빠르게 움직인다. 왜냐하면 지구는 태양이 다시 남중하게 하기 위해 평소보다 더 큰 각거리를 같은 시간 내에 이동해야 하기 때문이다(케플러의 법칙들을 상기하라). 그래서 태양은 일년 중 어느 때보다 더 빠르게 동쪽으로 움직이듯이 보이게 되는 것이다. 실제 태양의 운행과 평균 태양 사이에 약 10분의 차이가 나는 것도 이런 이유로 설명될 수 있다. |
그러나 이 두 영향이 극대가 되고 동시에 극소가 되는 일은 일어나지 않으므로 아래의 그림처럼 이 두 효과를 합치면 복잡한 모습으로 나타난다. 우리는 이것을 시간 방정식(Equation of time)이라고 한다. 이 시간 방정식이 왜 동지에는 태양이 가장 일찍 뜰 수 없고, 또 늦게 질 수 없는지를 설명해 준다. 불규칙하게 움직이는 실제 태양에 맞춰 시계 바늘을 늘 조정하는 것 보다 360도/365.2564일의 일정한 비율로 천구 적도를 따라 운행하는 평균 태양을 시계로 쓰는 것이 편리하다는 것도 말해 줄 것이다.
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