가끔 집에 있는 전자기기들을 보다가 문득 소름 돋을 때가 있는데요.

스마트폰, 노트북, 닌텐도 스위치, 심지어 스마트 냉장고까지 모든 기기의 시계가 약속이라도 한 듯 초 단위까지 딱 맞아떨어지는 걸 발견할 때가 그렇습니다.

우리가 일일이 시간을 맞춰준 적도 없는데, 이 기계들은 도대체 어떻게 서로 텔레파시라도 통하는 것처럼 완벽한 시간을 공유하고 있는 걸까요?

여기에는 우리가 보이지 않는 곳에서 쉴 새 없이 움직이는 거대한 ‘시간의 네트워크’가 숨어 있습니다.

가장 먼저 정답을 이야기하자면, 이 모든 마법의 중심에는 ‘NTP(Network Time Protocol)‘라는 기술이 있는데요.

이것은 쉽게 말해 기기들이 인터넷을 통해 시간을 관리하는 서버에게 “지금 몇 시야?“라고 끊임없이 물어보고 답을 듣는 약속과도 같습니다.

여러분의 전자기기는 혼자 시간을 세는 게 아니라, 인터넷 어딘가에 있는 아주 정확한 시계(Time Server)와 수시로 대화를 나누며 자신의 시간을 교정하고 있는 것입니다.

그럼 그 서버는 도대체 어디서 정확한 시간을 가져오는 건지 궁금해지는데요.

이 시스템은 마치 군대 계급처럼 ‘스트라텀(Stratum)‘이라는 계층 구조로 이루어져 있습니다.

가장 꼭대기인 ‘스트라텀 0’에는 오차가 거의 없는 ‘원자시계’나 ‘GPS 수신 장치’가 자리 잡고 있어서 절대적인 기준 시간을 만들어냅니다.

그리고 그 바로 아래 ‘스트라텀 1’ 서버들이 이 시간을 받아오고, 우리가 쓰는 기기들은 그 아래 단계의 서버들로부터 시간을 전달받는 식이죠.

여기서 흥미로운 점은 우리가 길 찾을 때 쓰는 ‘GPS’가 사실은 거대한 하늘 위 시계라는 사실인데요.

GPS 위성에는 매우 정밀한 원자시계가 탑재되어 있는데, 이 위성들이 쏘아 보내는 시간 신호가 전 세계 시간 동기화의 핵심 기준이 되거든요.

그래서 인터넷에 연결되지 않은 내비게이션이나 특정 장비들도 GPS 신호만 잡히면 아주 정확한 시간을 표시할 수 있는 것입니다.

하지만 모든 기기가 항상 인터넷이나 GPS에 연결되어 있는 건 아닌데요.

그럴 때를 대비해서 전자기기 내부에는 ‘수정(Quartz)‘이라고 불리는 아주 작은 크리스털 조각이 들어있습니다.

이 수정 결정에 전기를 흘려주면 아주 일정하고 빠르게 진동하는데, 기기는 이 진동 횟수를 세어서 “아, 1초가 지났구나"라고 인식하거든요.

이것이 바로 우리가 흔히 말하는 ‘쿼츠 시계’의 원리이며, 인터넷이 끊겨도 시계가 멈추지 않고 계속 갈 수 있는 비결입니다.

물론 이 내부 시계(RTC)는 완벽하지 않아서 시간이 지나면 조금씩 오차가 생길 수밖에 없는데요.

그래서 스마트폰이나 컴퓨터는 인터넷에 연결될 때마다 다시 NTP 서버에 접속해서 틀어진 시간을 몰래 고쳐놓습니다.

우리가 잠든 사이나 무심코 지나치는 순간에도 기기들은 부지런히 “나 지금 시간 맞게 가고 있어?“라고 확인하며 0.01초의 오차도 줄이려고 노력하는 셈입니다.

그런데 인터넷도 안 되고 GPS도 없는 구형 전자레인지나 오븐의 시계는 어떻게 작동하는 걸까요?

이런 ‘단순한(Dumb)’ 가전제품들은 벽면 콘센트에서 들어오는 전기, 즉 ‘교류 전원(AC)‘의 주파수를 이용해 시간을 셉니다.

전력회사가 보내주는 전기는 1초에 일정한 횟수(한국이나 미국은 60Hz, 유럽은 50Hz)만큼 파동을 치는데, 기계는 이 횟수를 꼬박꼬박 세서 1초를 계산하거든요.

이 방식과 관련해서 유럽에서는 아주 황당하고 재미있는 사건이 있었는데요.

몇 년 전 세르비아와 코소보 간의 전력망 분쟁으로 인해 유럽 전체 전력망의 주파수가 미세하게 느려진 적이 있었습니다.

이 때문에 전기의 진동 횟수를 기준으로 시간을 세던 유럽 전역의 전자레인지 시계들이 약속이나 한 듯이 6분씩 느려지는 기이한 현상이 발생했었죠.

단순히 전기를 꽂아 쓰는 가전제품조차도 거대한 인프라 시스템과 연결되어 있다는 걸 보여주는 아주 극적인 예시입니다.

또 다른 방식으로는 라디오 주파수를 이용하는 방법도 있는데요.

일부 알람 시계나 벽시계는 방송국이나 국가 표준 기관에서 쏘아 보내는 장파 라디오 신호(Time Signal)를 수신해서 매일 밤 스스로 시간을 맞추기도 합니다.

이런 시계들은 인터넷 선도 필요 없고 배터리만 있으면 알아서 척척 시간을 맞추기 때문에 ‘전파 시계’라고 불리며 사랑받기도 했죠.

결국 우리가 보는 전자기기의 정확한 시간은 하나의 기술이 아니라 여러 기술의 합작품인데요.

가장 정확한 원자시계와 GPS가 기준을 잡고, NTP라는 인터넷 프로토콜이 이를 배달하며, 기기 내부의 수정 진동자가 끊임없이 발을 맞추고 있는 것입니다.

단순한 숫자 몇 개가 깜빡이는 것처럼 보이지만, 그 뒤에는 전 우주적인 스케일의 기술과 약속이 숨어 있다는 사실이 참 놀랍지 않나요?

지금 여러분의 스마트폰 시계가 가리키는 그 시간은, 사실 지구 궤도의 위성과 지상의 수많은 서버가 함께 만들어낸 정교한 오케스트라의 연주와도 같습니다.