한자: 宇宙
영어: cosmos

개요

우주는 빅뱅이후 생겨난 공간을 일컫는다.

지구도 당연히 우주안에 포함되지만, 종종 우주라는 것은 지구밖 대기권 밖의 공간을 지칭할 때 사용하기도 한다.

우주는 인간의 상상을 초월 할 정도로 광대하다. 사실 우주가 얼마나 큰지 아직 인간은 알 수가 없다. 우주를 끝까지 다 탐험해 보지도 못했기 때문. 우주에 끝이라는 게 있는지도 사실 모른다.

우리가 관측 가능한 우주 또한

인간의 지평을 넘어설 정도로 광대하다.

한 예로 우리가 사는 태양계에서 가장 가까운 항성은 인류가 보낸 가장 빠른 물체가 1만년정도 이동해야 도달할 수 있다.

그런 항성이 일반적인 은하에서는 보통 수억개가 있다고 추정한다.

지구에 있는 모든 모래알의 수보다 우주에 있는 항성의 갯수가 더 많다고 한다.

근데 우주는 지금도 계속 팽창하고 있으며, 팽창속도도 가면 갈수록 빨라지고 있다.

우주를 구성하는 것으로는 암흑 에너지, 암흑물질, 일반 물질로 구성되어 있다. 다른 내용물은 전자기 복사와 반물질이다.

초속 30만km로 이동하는 빛의 속도도, 우리 은하를 가로지르는 데는 약 10만 년, 우리 은하의 바로 이웃 은하로 알려진 안드로메다 은하(Andromeda Galaxy) 까지 이동하는 데는 약 254만 년이라는 천문학적인 시간이 필요하다고 알려져 있다.

우주의 무수한 은하 중에 하나를 이동하는데 이렇게나 오랜 시간이 걸린다면, 우주 전체를 이동하는 데는 과연 얼마나 오랜 시간이 걸릴까? 우주의 일부는 너무 멀어 빛조차 138억 년을 여행해도 지구에 도달하지 못하였다. 그래서 이 부분을 관측 가능한 우주 밖에 있다고 하며, 이렇게 관측이 불가능해지기 시작하는 곳을 '우주의 지평선(cosmic horizon)'이라고 한다.

관측기술의 발전은 우주의 크기를 점점 더 키워나가고 있다. 현시점에서 우리가 관측할 수 있는 가장 멀리서부터 온 빛은 138억 년 전에 출발한 빛이다. 그런데 이 빛이 우리에게 오기까지 걸린 138억 년 동안에도 우주공간은 계속해서 팽창하였고 지금도 팽창하는 중이다.

그런데 이 관측 가능한 반경은 앞으로도 계속 확장될 것이며, 그 너머의 거리는 우주의 종말까지 기다려도 영원히 관측할 수 없을 것이다. 이렇게 되는 이유는 우주가 가속 팽창하기 때문이다. 허블의 법칙에 의하면 우주는 지금도 계속 팽창하며, 상당히 먼 거리에 있는 천체는 빛보다 더 빠른 속도로 우리로부터 멀어지고 있다. 게다가 암흑에너지라는 미지의 힘에 의해 우주는 가속 팽창을 하고 있음이 밝혀졌다. 이는 결국 관측 가능한 우주 바깥에서 출발한 빛은 우주의 종말까지 기다려도 지구에 영원히 도착하지 못한다는 것을 말한다.

우리가 아는 우주 안의 물질은 5%도 채 되지 않는다. 그동안 인간이 우주를 연구하면서 알아낸 것은 우리가 우주의 95%가 무엇으로 이루어졌는지 모른다는 사실이다. 이 95%의 물질은 다시 27%의 암흑물질과 68%의 암흑에너지로 구성된다. 암흑물질은 질량이 있기에 다른 물질을 끌어당기는 중력을 발휘할 수 있다. 이와 반대로 암흑에너지는 빈 공간에서 우주를 밀어내는 역할을 한다. 우주가 가속 팽창하는 데 주요한 작용을 하는 에너지이다. 우리가 아는 물질의 5%도 4%는 수소와 헬륨으로 이뤄져 있고, 별과 같은 천체는 1%가 채 되지 않는다.