2016년 마지막 밤, 하루를 86400초로 세면 무슨 일이 생길까요?

2016년 말에는 23시 59분 60초라는 UTC 표식이 있었어요. 모든 날짜를 86400초로 세는 단순한 계산이 서로 다른 두 순간을 같은 값으로 만들고, 경과 시간을 1초 덜 세는 과정을 살펴봐요.

저녁 창가 책상 위 무표기 금속 시계와 배경 망원경

이미지: AI 생성 · 수학 이야기

IERS의 2016년 말 UTC 초 표식은 아래 순서예요. 연속 표식 사이를 각각 1 SI 초로 세어요. 교육용 변환 F는 2016년 12월 31일의 날짜 번호 D=0, 다음날 D=1로 두고 모든 날짜에 86400을 곱해요. 세 표식을 F에 넣으면 결과가 실제 경과 초를 보존하는가?

표식 UTC 날짜 시:분:초
a 2016-12-31 23:59:59
b 2016-12-31 23:59:60
c 2017-01-01 00:00:00
F(D,h,m,s)=86400D+3600h+60m+s.F(D,h,m,s)=86400D+3600h+60m+s.

a는 86399, b는 86400, c도 86400으로 변환된다. b와 c는 서로 다른 1초 간격의 표식인데 같은 좌표가 되어 함수 F의 값만으로 둘을 구별할 수 없어요.

F(a)=86399,F(b)=F(c)=86400,tc−ta=2 s≠F(c)−F(a)=1.F(a)=86399,\quad F(b)=F(c)=86400,\qquad t_c-t_a=2\ \mathrm s\ne F(c)-F(a)=1.

2016년 12월 31일 0UTC를 기준으로 세 표식의 실제 경과 좌표는 86399, 86400, 86401입니다. c와 그 뒤에 하루를 넘어 센 좌표에 이번에 추가된 한 초를 함께 누적해야 해요. 표식의 초 숫자 60을 무조건 잘못된 입력으로 지우면 실제 발표한 표식을 버리게 돼요. 모든 날짜에 86400을 곱하는 자체 가정이 이 날짜에서 맞지 않은 거예요.

Bulletin C52는 실제 세 표식과 2017년 1월 1일 경계의 UTC−TAI 차 변경을 발표했어요. 본문 날짜·표식은 그 역사적 원문 사실이고 F라는 단순화한 변환은 별도의 자체 모형이에요. 모든 소프트웨어가 같은 방식으로 처리한다거나 향후 윤초 일정이 정해졌다는 주장은 아니에요.

교사는 “하루”라는 날짜 표기 단위와 누적 SI 초 좌표를 구별하게 해요. 매일의 초 수가 같은지 확인하지 않은 채 날짜 번호에 같은 상수를 곱한 지점을 표시하게 해요. 실제 자료를 입력 오류로 고치기 전에 모형의 정의역(함수에 입력할 수 있는 값의 범위)과 단위 가정을 먼저 검토해요.

착안 원문: IERS Earth Orientation Center, Bulletin C52 (6 July 2016). 2016년 말의 세 UTC 초 표식은 Bulletin C52가 발표한 역사적 사실이며, 하루를 86400초로 고정한 변환 F와 실제 경과 초의 비교는 자체 교육용 모형이에요.

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