왜 1분은 60초에 1시간이 60분인데, 하루는 24시간인가?

왜 1분은 60초에 1시간이 60분인데, 하루는 24시간인가?

하루는 24시간으로 나타낼 수 있고, 1시간은 60분, 1분은 60초로 나타낼 수 있다. 일상 생활을 완전히 지배하는 이들 숫자의 기원은 대체 어디에서 온 것일까?Scientific American이 계측학자나 미국 국립표준기술연구소등으로부터 논거를 취하면서, 이러한 기원에 대해 정리한 내용이다.

현재 세계에서 가장 많이 사용되고 있는 기수법은 십진법으로, 이것은 인간의 손가락으로 수를 세기에는 「10」이라고 하는 숫자가 최적이었기 때문에 만들어진 것일 것이라고 생각한다.

고대 이집트인들이 해시계를 사용했다는 사실은 문서로 남아 있기 때문에 대부분의 역사가들은 그들이 하루를 '몇 시간마다 분할'한 역사상 최초의 문명이라고 말한다. 최초의 해시계는 땅에 꽂힌 막대기의 그림자가 나타내는 방향이나 길이로 시간을 나타내는 것이었다고 하는데, 기원전 1500년경에는 더욱 고도의 해시계가 발명된다. 그 해시계는 T자형 막대를 땅에 꽂아 일출부터 일몰까지 생기는 그림자가 움직이는 범위를 12개로 분할하는 시계였다. 이 「12」라고 하는 숫자는 이집트에서 사용되던 12진법에서 온 것일 것라고 추측한다.

참고로 십이진법의 기원은 '태음주기의 1년이 12개월인 것' 혹은 '엄지 이외의 손가락 관절의 수가 12개인 것' 중 하나라고 추측된다고 한다.

이런 해시계를 통해 현재 우리가 '1시간, 2시간' 등으로 부르는 하루를 여러 시간으로 쪼개는 생각이 나타난 것이다. 12로 나누어진 낮의 시간은 거의 비슷한 길이로 느껴지지만 1년을 통틀어 보면 여름은 해가 길고 겨울은 반대로 짧기 때문에 그 시간에는 시기마다 크게 차이가 난다. 즉 '12로 분할된 '시간'의 길이가 계절이나 달마다 다르다'는 것이었다.

그 무렵부터 이미 '낮'과 일몰 후의 '밤'이라는 상반된 모습을 가진 시간은 하나의 세트로 생각하고 있어, 이들을 묶어 '하루'라는 개념이 생긴 것 같지만, 당시 사람들에게 해시계의 도움 없이 '밤'을 세세한 시간으로 구분하는 것은 매우 어려운 일이었기 때문에 하루가 처음부터 24시간으로 분할되어 있던 것은 아닌 것 같다.

하지만 처음 해시계가 사용되던 시대에 이집트 천문학자들은 하늘에 원을 그리듯 등간격으로 늘어선 36개의 별을 관측했고, '밤'은 이들 별 중 18개를 보고 미세한 시간으로 분할할 수 있지 않을까?'라는 생각에 이들 중 3개의 별을 지상에서 보기 어려운 별 2개와 같은 것으로 '밤'을 12분할했다는 것이다.

그리고 이 시간의 분할방법은 이집트 신왕조시대가 되면서 24개의 별 중 12개가 밤 사이에 통과하는 식으로 단순화되고, 또한 고대에서는 가장 정확하게 시간을 측정할 수 있었을 물시계 등을 사용함으로써 보다 정확하게 '밤'의 시간을 분할할 수 있게 된다. 카르낙의 아몬사원에서 발견된 물시계의 표본은 기원전 1400년 정도의 것으로, 이는 수압을 줄이기 위해 내부 표면이 경사져 있는데, 그 안쪽에는 '밤'을 12분할하기 위한 눈금이 그으져 있었다고 한다. 그리고 이 물시계는 각 달마다 다른 위치에 눈금이 매겨져 있었던 것 같고, 낮의 시간이 각 달마다 미묘하게 다르다는 것을 고려한 것이 훨씬 옛날부터 존재했던 것으로 알려져 있다.

이렇게 '낮'과 '밤'이 각각 12시간으로 분할됨에 따라 하루가 24시간으로 나뉘게 된 셈이다.

하루가 24시간으로 분할된 후 몇 세기 동안 1시간의 길이는 계절과 낮과 밤의 시간에 따라 제각각이었다. 하지만 1시간 길이가 같도록 하루를 균등하게 24분할하는 방법이 헬레니즘시대에 생겨난다. 기원전 147~127년 활약한 그리스의 천문학자 히파르코스는 하루를 밤낮으로 평등하게 24분할한다는 뜻을 주장했다. 이 생각은 낮과 밤의 길이가 비슷해지는 시기(춘분 날이나 추분 날)의 낮 시간이 바탕이 된다. 그러나 1시간마다 길이가 비슷해지도록 하루를 분할했음에도 불구하고 이후 수세기에 걸쳐 일반인들 사이에서는 이전처럼 계절별로 1시간 길이가 다른 방법으로 하루를 분할했다고 한다. 또한 하루를 균등하게 분할하는 방법이 일반적으로 사용되기 시작한 것은 기계시계가 나온 14세기 무렵으로 추정한다.

히파르코스나 그 외의 그리스 천문학자들은 바빌로니아인이 수메르인으로부터 계승한 60진법을 천문학에 응용해 시간의 구분을 보다 세밀하게 만들어 간다. 이 육십진법이 왜 '60'이라는 숫자를 취하는지는 알 수 없지만, '60'은 10·12·15·20·30과 같은 숫자로 나누어질 수 있는 가장 작은 숫자이기 때문에 분수로는 매우 편리한 숫자이다. 현재 일반적인 계산에서 사용되는 경우는 드문 60진법이지만 아직도 각도, 지리 좌표, 시간을 측정할 때 사용되고 있는 것도 사실이다.

기원전 276년에서 194년경의 그리스 천문학자 엘라토스테네스는 지리학에서 위도를 개발하기 위해 원을 60분할했다. 그 1세기 후에 히파르코스가 지구의 형상을 따라 평행하게 위도를 그음으로써 이를 표준화하고, 여기에 경도라는 개념을 더해 지구 전체를 경선과 위선으로 감싸 360분할하는 방법을 고안한다. 

이에 따라, 지구는 경선에 의해 24의 세그먼트로 구분되어 1세그먼트가 1시간을 나타내는 상태가 된다. 이후 서기 150년경에 이르러 아르마게스트의 저자인 클라우디오스 프톨레마이오스가 히파르코스의 지구를 작게 분할하는 방법을 응용해 360으로 분할된 세그먼트를 60분할함으로써 분으로 알려진 시간의 단위가 탄생했다. 그리고 이것을 60분할해서 「초」도 만들어낸다. 

그러나 "분"이나 "초"와 같은 시간의 단위가 제대로 사용되게 되는 것은 그로부터 10여 세기 뒤의 이야기였던 것 같다. 왜냐하면 이 1시간을 60분으로 나타낸다는 생각은 일반 대중에게 전혀 실용적인 것이 아니었던 것 같고, "분"까지 표시하는 최초의 기계시계가 탄생하는 16세기 말 무렵까지는 잘 이해되지 않는 시간 단위였다고 Scientific American은 기술하고 있다. 이는 현재 시계조차 '분'을 나타내는 눈금까지 밖에 갖고 있지 않은데, 세밀한 시간의 분할 단위를 제시해도 고대인들은 이를 알 길이 없었기 때문인 것 같다.

고대문명의 연구가 현재의 시간분할 방법을 확립하는 데 큰 역할을 해왔음은 분명하지만, 현대의 시간계측 기술의 진보로 시간에 대한 정의가 변경되기도 했다. 1967년의 국제도량형총회의 결의에 의해 「1초는, 세슘 133 원자의 기저상태의 2개의 초미세 준위사이의 천이에 대응하는 방사의, 91억 9263만 1770 주기의 계속 시간이다」라고 재정의되어 있다. 흥미로운 것은 원자시계로 보다 정확해진 현대의 시간도 지구의 자전에 기초한 시간과는 약간의 차이가 생기기 때문에 이 어긋남을 메우기 위해 윤초가 나타난다는 점이다. 이 어긋남에 따라 10년에 8회 정도의 비율로 1분은 61초가 될 수 있다고 한다.

Why is a minute divided into 60 seconds, an hour into 60 minutes, yet there are only 24 hours in a day? : Scientific American

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=experts-time-division-days-hours-minutes