Show HN: 쓰레기로 만든 글라슈테 시계 — 30분 작동하는 진자 시계

AI 요약

시계 제작자 집안의 후손인 니클라스 로이(Niklas Roy)는 시계 제조로 유명한 독일 글라슈테(Glashütte)의 예술가 레지던시에서 주변 폐품을 모아 기계식 진자 시계를 만들었습니다. 시계는 약 30분 동안 작동하며 초침과 분침을 표시합니다. 분침이 12시를 가리키면 유리병을 울리고, 동력이 다 떨어지기 직전에는 ‘지금(NOW)’과 ‘절대 안 돼(NEVER)’ 중 하나를 가리키는 룰렛을 돌립니다.

진자와 탈진기

진자의 주기는 길이와 중력가속도에 따라 달라집니다. 길이가 약 1미터인 초진자는 한쪽으로 움직이는 데 1초, 돌아오는 데 1초가 걸립니다. 로이는 교회에서 사다리와 물병, 접이식 자를 이용해 첫 진자를 만들었습니다. 진자가 계속 움직이도록 하려면 탈진기(escapement)가 필요합니다. 탈진기의 앵커(anchor)는 진자 움직임에 맞춰 탈진 바퀴를 번갈아 막았다 놓습니다. 한 번 움직일 때마다 바퀴를 반 톱니씩 전진시키며 진자에 작은 힘도 보탭니다.

초진자에 톱니 30개짜리 바퀴를 연결하면 1초마다 반 톱니씩 움직여 바퀴가 1분에 한 바퀴 돕니다. 로이는 앵커를 구부린 금속 막대로 만들고, 바퀴의 톱니에는 종이클립을 썼습니다. 무게추는 금속 조각을 채운 페인트통으로 만들었습니다. 포장 상자로 만든 드럼에 줄을 감고 도르래를 연결해 무게추가 내려가는 거리를 절반으로 줄였습니다. 덕분에 바닥에 닿기 전까지 시계가 두 배 오래 작동합니다.

분침과 종

초침 축이 60번 회전할 때 분침 축이 한 번 돌도록 감속 장치를 설계했습니다. 처음에는 정밀도가 낮은 종이 기어를 만들었지만, 더 쉽게 자를 수 있는 원판형 마찰 바퀴로 바꿨습니다. 바퀴가 조금 미끄러져도 시계의 정밀도에 큰 영향을 주지 않는다고 판단했습니다. 분침을 맞출 때는 축을 살짝 들어 중간 단과의 연결을 끊고 손으로 돌립니다.

종 장치는 시계 본체와 별도로 고무 장화를 무게추로 사용합니다. 분침 바퀴의 캠이 작동 레버를 천천히 들어 올리면 드럼이 조금 움직이고, 두 번째 걸쇠가 이를 멈춥니다. 약 2분 뒤 레버가 캠에서 떨어지면 드럼이 다시 돌고 작은 망치가 유리병을 칩니다. 로이는 레버가 올라가는 동안에는 정확한 작동 시점을 정하기 어렵지만, 레버가 날카로운 캠 가장자리에서 떨어지는 순간은 조절하기 쉽다고 설명합니다.

정확도 측정과 GTC

로이는 진자에 검은 테이프를 붙이고 스마트폰으로 시계가 작동하는 동안 촬영했습니다. 컴퓨터 프로그램으로 영상 속 테이프의 움직임을 추적한 결과, 글라슈테 쓰레기 시계(GTC)의 1초는 평균 1.004초였고 편차는 ±0.001초였습니다. 평균 기준으로 실제 시간보다 0.4% 느립니다.

글에서는 지구 자전과 원자시계가 서로 다른 시간을 만드는 과정도 설명합니다. 여러 원자시계의 출력을 평균한 국제원자시(TAI)는 지구 자전 속도가 일정하지 않아 태양시와 점차 어긋납니다. UTC는 윤초를 반영해 TAI와 지구 자전 시간의 차이를 조정하며, 글 작성 당시 TAI보다 37초 늦습니다. 국제지구자전·기준계서비스(IERS)는 차이가 커지면 윤초를 발표합니다. 2022년 도량형총회는 2035년까지 윤초를 폐지하기로 결정했습니다. 로이는 이 여러 시간 체계에 하나를 더 보탭니다. GTC는 지구 자전이 아니라 쓰레기 시계의 시간을 기준으로 삼으며, 시계가 멈춰도 그 시계가 GTC의 기준이므로 항상 ‘정확하다’는 농담 섞인 정의를 붙였습니다.

Hacker News 반응

• @geerlingguy — 기계식 시계 작동 원리를 다룬 바르토시 치에하노프스키(Bartosz Ciechanowski)의 글과 완벽한 대조를 이루는 시계 시연 같습니다. 두 글 모두 좋아합니다. 색감 대 건조함, 어설픔 대 정밀함, ‘먼저 만들고 원리는 나중에’의 접근 방식이 서로 반대입니다.
• @slfnflctd — 예술 프로젝트로서 매력이 많습니다. 여러 비유를 떠올릴 여지도 있습니다. 종이클립은 해당하지 않는 것 같지만요. 시간 측정은 여러 분야에 걸쳐 깊이가 있는 주제입니다. 특히 소프트웨어에서 그렇습니다. 같은 일을 하는 방법도 참 다양합니다.
• @prometheus1992 — 정말 멋집니다. 제작 과정을 이렇게 잘 설명해 주셔서 고맙습니다.
• @35634g35gg6g22 — 페이지 여백에 있는 종이클립을 보세요. 아래로 스크롤할 때 마우스 커서와 상호작용합니다. 기발하네요. 고맙습니다, 로이. 덕분에 하루가 즐거워졌습니다.
• @avidiax — 흥미로운 프로젝트인데, 글에서 더 흥미로운 사실인 윤초 폐지 이야기가 뒤늦게 나옵니다. 윤초가 표준화된 1987년에는 세상이 지금보다 덜 연결되어 있었고 시스템도 적었습니다. 천문시와 시민시를 맞추는 일이 현실적이었겠죠. 하지만 실제로는 버그와 운영 문제가 너무 많아 Google 같은 회사는 윤초 대신 시간을 조금씩 늘려 맞추는 ‘윤초 스미어링(leap second smearing)’을 합니다. 스미어링 알고리즘도 여러 종류라 문제가 생깁니다. 지구 자전이 빨라지면 음의 윤초를 넣어야 할 가능성도 있었지만, 아직 실제로 시행한 적은 없습니다. 사람들은 일광절약시간처럼 시민시와 천문시가 어긋나는 상황을 이미 받아들입니다. 1분 정도의 차이를 허용한다면 50~100년 동안 윤분을 넣지 않아도 됩니다. 한 시간의 차이를 허용한다면 윤시(hour)를 넣기까지 수천 년이 걸립니다. 물론 문제를 뒤로 미루는 셈입니다. 윤초도 어렵다면 UTC에 윤시를 넣기는 더 어렵습니다. 시민시의 1초 길이를 아주 조금 줄이는 편이 결국 해법일 수 있습니다.
  • @tekne — 제가 이해하기 어려운 점은 왜 원자시를 항상 쓰고, 천문시와 충분히 맞도록 필요할 때 민간 시간대를 조정하지 않는가 하는 것입니다. 정치적·임의적으로 정한 시간대가 한 시간 어긋날 만큼 오래 유지될 것 같지는 않습니다.
  • @jacquesm — 그러면 어느 날 아침 일찍 일어나 정오의 태양이 당신을 바라보는 상황을 맞게 됩니다. 시간이 꽤 걸리겠지만요. 다시 생각해 보니, 그때까지 잠에서 깨지 못할 수도 있겠네요. 먼 후손은 깨어 있겠죠.
  • @avidiax — 흥미로운 생각이지만, 전 세계 시간대가 지금처럼 같은 윤초를 적용하기로 합의한다고 가정하는 셈입니다. 그렇지 않으면 시간대 차이가 15분 단위에서 1초 단위로 바뀝니다. 기술적으로 불가능하지는 않지만, 시차가 커지면 국경을 넘는 회의가 복잡해지겠죠. 15분·30분 차이도 이미 충분히 까다롭습니다.
  • @nullc — 윤초는 태양시를 정확히 따라가지 않습니다. 큰 주기 변동이 있어 ‘평균시’를 추적하는데, 그 평균시는 직접 관측할 수도 없고 1년 동안 약 30분 차이가 납니다. 정확한 태양시나 천문시가 필요한 분야에서는 윤초를 보정한 뒤 더 정확한 값을 적용해야 합니다. 그래서 보정이 더 나아지는 시점에 시간대를 한 시간 옮기는 방식도 합리적이라고 봅니다. 제가 기억하기로는 약 4,500년 뒤입니다. 이런 조정은 기존 소프트웨어와 호환되고, 정치적인 이유로 시간대를 바꾸는 일도 이미 드물게 일어납니다. 대부분의 용도에는 문제가 없고 컴퓨터 시스템과 기록 관리에는 도움이 됩니다. 윤초를 되돌리거나 잘못 적용할 때 생기는 위험도 줄어듭니다. 분산 시스템에서 정확한 타이밍이 더 중요해지고 저렴한 원자 시계가 보급되면 이 문제가 커질 수 있습니다. 저렴하고 전력 효율적인 광시계가 소형화되면 32년에 1초 정도만 오차가 나는 기기도 나올 수 있습니다. 하지만 예측할 수 없는 윤초가 필요하다면 그런 독립적인 시간 측정은 불가능합니다.
• @mahboi — 그러니까 GTC는 GMT와 UTC를 섞은 게 아니라, 그냥 쓰레기 시계가 가리키는 시간이군요.
• @wkjagt — 조부모님의 오래된 시계와 유도 근접 센서를 진동자로 삼아 Apple II용 시계를 만든 일이 떠오릅니다.
• @bsoqk — 독일 공학을 보여주는 좋은 비유네요.
  • @zkry — 맞습니다. 창의력, 기지, 자원 활용, 정밀함, 기술적 탁월함을 잘 보여줍니다. 제가 HN에서 보고 싶어 하는 바로 그런 프로젝트입니다.

원문: Niklas Roy / 번역·요약: Trawling