우주

허블 울트라 딥 필드. 현재까지 촬영된 가장 깊은[1] 우주의 광학 사진이다.

우주배경복사.

우주
宇宙 | The Universe

나이

137.99 ± 0.21억 년
(대략 138억 년)[2]

지름

알 수 없음
관측 가능한 우주: 약 8.8 × 1026 m[3]

질량

알 수 없음
관측 가능한 우주: 약 1054 kg

평균 밀도

9.9 x 10-25 g/m3

평균 온도

2.72548 K

구성 물질

보편물질 4.9%
암흑물질 26.8%
암흑 에너지 68.3%

1. 개요
1.1. 명칭에 대해
2. 우주의 크기
3. 우주의 온도
5. 우주 진출과 그 이용
6. 우주의 멸망
7. 기타 같은 이름을 가진 것
8. 우주 용어
9. 인명
10. 대중문화 & 서브컬처에서

1. 개요

I have deep faith that the principle of the universe will be beautiful and simple. (나는 우주의 원리가 아름답고 단순할 것이라고 굳게 믿는다.)

- 알베르트 아인슈타인

Universe/Space/Cosmos/宇宙[4]

좁은 의미의 우주는 보통 지구 대기권 바깥의 공간을 의미하며 그 경계지점인 상공 118km 부터 우주로 친다. 옛날에는 인공위성이 공전할 수 있는 한계고도인 150km 이상을 우주로 봤는데 우주경계선을 발견한 뒤로부터 온갖 우주 관련 최초 기록들이 수정되었다.

넓은 의미로의 우주는 이 세상의 모든 것을 의미하며, 이렇게 볼 경우 인간 또한 우주의 일부가 된다.

현재 지구인이 보고 있는 우주는 전부 과거의 모습이다. 빛의 속도는 유한하므로 지구에 도달하는 데 시간이 걸리기 때문. 지구에서 n광년 떨어져 있다는 얘기는 현재 우리가 보는 그 물체가 n년 전의 물체라는 말이다. [5]

현재 우주에 있는 사람수[6]

현재 과학계에서는 우주가 빅뱅을 통해 탄생했다고 설명하고 있으며, 우주의 나이는 약 137억 9800만 년(±3700만 년) 정도라고 한다. 다만 최근 조사에 따르면 우주의 나이가 알려진 것보다 10억 년 젊은 120억 년대일 수도 있다고 하는 등 우주의 나이에 대해서는 다양한 견해가 있다.

이 빅뱅의 여파와 암흑에너지의 도움으로 우주 공간은 현재도 계속해서 팽창하고 있다. 팽창 속도는 거리에 비례해서 늘어나는데, 이는 특정 거리 이상의 은하들은 빛보다도 빠른 속도로 멀어지고 있다는 의미이다.[7] 그렇기 때문에 현재까지의 이론에 따르면 이 너머에 있는 우주는 영원히 관측할 수도, 인류와 상호작용할 수도 없다.

1.1. 명칭에 대해

한자 우주宇宙는 집 우, 집 주이다. 천자문의 5, 6번째 글자다. 뒤에 넓을 홍(洪), 거칠 황(荒)이 이어지는데, 이는 우주가 넓고 거칠다는 의미다. 천자문 자체가 나름대로의 우주관과 윤리관을 갖고 만들어진 것이기 때문이다. 공교롭게도 '우주'라는 한자어는 현대 우주론에서 의미하는 '시공간'의 의미를 지니고 있다. 동서남북과 위와 아래를 통합하는 방위적, 공간적 의미는 우(宇), 예로부터 지금에 이르기까지의 시간적 의미를 주(宙)라고 한다.

한편 우주를 의미하는 비슷하면서도 조금씩 다른 영단어들에 대해 설명하자면 다음과 같다. 본 문서에는 Universe로서의 우주와 Space로서의 우주가 혼재되어 있다.

  • Universe - 삼라만상을 포함한 이 우주 전체, 즉 대우주이다. 물리학에서 우주라 하면 보통 Universe를 의미한다.
  • Space - Universe보다는 그 의미가 다소 한정적으로, 보통은 지구 대기권 바깥의, 천체와 천체 사이의 공간을 말한다. 가령 우주 비행사가 활동하는 우주는 Universe가 아닌 Space다. Universe는 지구와 그 위의 우리들도 이미 포함하기 때문이다. 천문학이나 항공우주공학에서 우주라 하면 보통 Space를 의미하며, 특히 항공우주공학에서 말하는 Space는 그중에서도 보통 지구 궤도 근처나 태양계 내로 한정된다.
  • Cosmos - 그리스어 κόσμος에서 온 말로, 우주의 본질, 혼돈(Chaos)에 대비되는 질서 등 비교적 철학적·관념적인 의미를 내포하고 있다. 보통은 '이 작은 지구와 대비되는 저 광대하고 신비로운 우주'의 뉘앙스로 쓰인다. 일반인들에게 우주의 신비를 낭만적으로 설명하는 칼 세이건의 다큐멘터리 제목이 <유니버스>가 아닌 <코스모스>인 것에서 그 미묘한 차이를 알 수 있다. 우주의 기원과 진화 및 구조를 연구하는 Cosmology(우주론)의 어원 또한 Cosmos + logy이다.
혹은 어근이 지나치게 광의적이라 수식어나 접사로 쓰기 곤란한 Universe를 대신해 쓰이기도 한다. 가령 우주선(宇宙線)은 Cosmic Ray인데, Universal Ray라고 하면 '범용적인 광선'이 되어 버리기 때문.

2. 우주의 크기

우리는 아무렇게나 말할 수 있습니다. 2억 개의 은하수, 조단위의 별들, 경단위의 행성이 있다고. 하지만, 이 숫자들은 의미가 없습니다.

우리의 뇌는 이 개념을 이해할 수 없습니다.

Kurzgesagt

우리 은하 근처에 존재하는 은하들의 지도. 가운데를 지나는 수평선에 은하가 존재하지 않는 이유는 우리 은하 원반에 존재하는 먼지가 관측을 방해하기 때문이다. 은하들이 거미줄처럼 배치되어 있는 것을 볼 수 있는데 이는 암흑물질들이 서로 중력에 의해 상호작용을 하여 만들어진 구조로서, 우주 거대 구조라고 한다.

현재 우주의 나이는 약 138억 년이며, 인류가 관측 가능한 우주(Observable Universe)의 크기는 지구를 중심으로 반경 465억 광년(약 4.399×1026 m)이므로 총 930억 광년의 규모다. 즉, 규모를 짐작할 수 없는 전체 우주 중 인류가 탐지하는 우주는 마치 지구를 중심으로 하는 구슬과 비슷한 모양새라는 것.[8]

여기서 관측 가능이라는 말은 어디까지나 특정한 물체가 발하는 각종 파장 등의 신호가 '원리상' 영원한 미래에 지구에 닿을 수 있다는 것을 의미한다. 뒤집어 말하면 관측가능한 우주 바깥은 거기서 우주의 시초에 출발한 빛이 우주의 종말까지 기다려도 지구에 영원히 도착하지 못한다는 것을 말한다. 따라서 관측 가능한 우주의 범위는 관측지인 지구를 중심으로 구 모양을 이루게 된다.[9]

이 범위 밖에 대해서는 알 길이 없으며, 따라서 우주가 유한한지 무한한지도 알 수 없으나 딱히 유한하다고 믿을 이유도 없다. 우리가 즉시 현재의 관측가능 우주의 경계면에 가도 역시 똑같은 크기의 관측가능한 우주가 펼쳐져 있을 뿐이고 그게 무한히 이어질 뿐이다. 다만 우주의 곡률이 양수값이면 닫힌 우주이서 결국엔 제자리에 돌아오게 되어 유한한 우주가 되지만 우주의 곡률을 지금까지 측정한 값은 0에 지극히 가까운 값 즉 평평하다는 것이라 우주는 현재는 무한한 것으로 여겨진다.

다만 사실상 유한하다고 볼 수밖에 없는 것이 바로 엔트로피때문이다. 가령 우주가 멸망하는 시나리오 중에서 엔트로피가 최대로 치닫는 빅프리즈 상태로 우리 우주가 멸망한다고 가정하더라도 결국 엔트로피의 최댓값은 무한대가 될 수 없기 때문이다. 우주의 팽창 속도는 증가하고 있기 때문에 관측 가능한 우주의 영역의 비율은 점점 더 줄어들고 있다.

때때로 우주의 나이가 약 138억 년이므로 물체가 발한 신호를 잡을 수 있는 한계도 138억 광년이 아니냐는 주장과 그 빛이 지나간 길, 즉 우주 공간이 팽창하고 있다는 사실을 고려하여 465억 광년이 맞는다고 하는 주장이 서로 대립하곤 하는데, 사실 두 주장 모두 일리 있는 말이다. 138억 광년은 우리가 관측할 수 있는 우주의 한계지점으로부터 빛이 발생하여 지구에 도달하기까지 '여행한 거리'를 잰 것으로 Light-travel distance라고도 한다. 465억 광년의 경우 빛이 이미 지나간 후의 공간의 팽창까지 고려하여 우주의 크기를 계산한 값이다. 쉽게 말해, 현재 관측되고 있는 우주의 끝자락(=우주 초기의 우주배경복사)이 '현재 시점'에 어디까지 팽창했을까를 유추한 결과다. 이렇게 정의된 거리를 천문학에선 Comoving Distance라고 한다. 이외에도 다르게 정의된 거리 단위가 몇 가지 더 있다. 즉, 이러한 거리의 정의들이 여러 가지가 있는 이유는 공간 팽창에 의해 오는 거리 단위계의 혼선을 방지하기 위한 것이다. 따라서 딱히 어느 거리가 다른 거리보다 더 '정확하다'고는 볼 수 없다는 것.[10] 이러한 문제로 인해 실제 연구에서는 멀리 떨어진 은하까지의 거리를 잘 쓰지 않고 적색편이 값을 쓰는 것이 일반적이다.[11]

관측 가능한 우주에 존재하는 (암흑에너지를 제외한) 물질의 총량은 약 5 × 1023 (4000) 태양질량, 즉 1054kg 정도 되는 것으로 추산된다. 우리 은하 정도 되는 은하가 500억 개 존재할 만한 양이다. 이 중 15%만이 일반 물질이며 나머지는 관측되지 않는 암흑물질로 이루어져 있다. 항성, 블랙홀, 갈색 왜성등의 천체들이 차지하는 질량은 우주에서 약 1% 정도를 차지하고 있으며 나머지 14%는 희박하고 뜨거운 가스의 형태로 우주 곳곳에 넓게 퍼져 있다.

3. 우주의 온도

일반적으로 항성의 열이 거의 미치지 않는 항성계 사이의 공간 온도는 영하 270도 정도[12]이다. 이는 온도가 낮은 물질들이 우주 어디서나 발견되는 우주배경복사에 의해 달궈지면서 열적 평형을 이루기 때문이다. 핵융합으로 에너지를 내놓는 별 주변은 아무것도 없는 성간 공간보다는 온도가 상대적으로 높다. 특히 은하 간 공간의 경우 성간 공간보다 더 온도가 높다. 상세한 건 우주배경복사 문서로.

다만 특정한 환경에서 영하 272도까지 내려갈 수도 있다고는 하나, 현재 영하 272도 이하의 기온을 자연 상태에서 기록한 사례는 없다. 영하 272도를 기록한 곳은 부메랑 성운으로, 가스가 빠른 속도로 단열 팽창하여 우주의 평균 온도보다 낮아진 것.

이러한 우주의 온도와 방사능 등의 문제들 때문에 우주 비행사들이 두꺼운 우주복을 입는다.

4. 다중우주

일본 도쿄대학 수물연휴우주연구기구 기구장인 무라야마 히토시는 여러 우주가 있을 가능성을 제기했다. 그러니까 빅뱅 이후 인플레이션 과정에서 하나의 우주가 아닌 여러 우주가 파생됐을지도 모른다는 것. 이 주장에 의하면, 우리가 살고 있는 우주를 '우리 우주'라고 치면 블랙홀만 있는 우주도 있고, 별이 생기기 전의 우주도 있다고 한다. 무라야마 박사는 우주의 개수를 대략 10500으로 추정하고 있다.

미디어물에서 자주 등장하는 평행세계와는 다르다. 다중우주론은 우리 우주 말고, 다른 우주도 있지만 우리 우주와는 전혀 무관하다는 것을 이론으로 정립시킨 것이고, 평행세계(우주)는 일단 우리 우주와 관련은 있지만 같은 시공간 자체에 있지 않고 별도의 시공간에 위치한 세계에 대해 논하는 것이다.

그러나 아직까지는 다중우주론과 평행우주론, 차원론이 실존하다는 것을 나타내는 증거는 나오지 않았다. 당연히 우리는 관측 가능한 우주만을 볼 수 있고, 설령 다른 우주에서 정보를 보내려 해도 우리가 그것을 받아볼 수 없기 때문에 현재로써는 과학적으로 증명할 수 없다.

5. 우주 진출과 그 이용

지구는 인류의 요람이지만, 누구도 요람에서 영원히 살 수는 없다.

-

콘스탄틴 치올코프스키

진지한 이야기로, 이미 우주의 군사적 이용은 멈출 수 없는 수준까지 도달해 가고 있는데, 지난 20세기에는 우주조약 등 우주의 평화이용을 위한 협의가 활발하게 이루어졌으나 과학기술이 발전함에 따라 점점 막을 수 없는 상태가 되어가고 있다. 우리가 육군, 해군, 공군에 더해 우주군을 보게될 날이 얼마 멀지 않았다. 고 적혀있었지만 실제로 미국은 현재는 구조가 개편되었지만 과거 단독적인 사령부를 가지는 우주군을 운용했었고 중국과 러시아 또한 우주항공방위군을 운용 중이다. 우주군 문서로.

이는 정치적으로 민감한 문제이긴 하다. 하지만 이는 언젠가 일어날 일이다. 어떤 사람은 아마 이를 원하지 않을 것이고, 아직 이것이 유행처럼 번지고 있지도 않다. 하지만 반드시, 반드시 언젠가 우리는 우주에서 전쟁을 하게 될 것이다. 우리는 우주에서, 우주로 들어가기 위해 싸울 것이고, 그것이 미국이 빔 무기와 충돌체 기술을 연구하는 이유이다. 우리는 곧 지상에 있는 배, 비행기, 지상군을 우주에서부터 공격하게 될 것이다.

조지프 W. 애시, 1990~1996년 미국 STRATCOM 사령관.[13]

우주에 문명의 증거들을 가져다 놓는다면, 그것은 그것 나름대로 좋은 생각일 수도 있다. 달 착륙도 한 순간에 갑자기 추진된 것처럼 지금은 먼 미래의 이야기처럼 들릴지 몰라도 어느 계기가 발생하면 급격하게 발전할지도 모른다. 게다가 이미 우주여행상품도 나와있다.[14]

아마 그때가 되면 택배 보낼 때 주소에 '우리 우주, 슬론 장성, 물고기자리-고래자리 복합 초은하단, 라니아케아 초은하단, 국부 은하군, 우리 은하, 오리온 팔, 국부 성간 구름, 국부 거품, 태양계, 지구, 아시아, 동아시아, 대한민국, 서울특별시, 중구, 세종대로, 110, 서울특별시청' 하는 식으로 적어야 될지도 모른다. 우주 좌표 같은 것을 쓸지도[15]

사실 과학기술의 발달을 예측하기가 힘들어서 그렇지, 전 세계의 주요 선진국들과 주요 강대국들은 이미 우주 식민지 계획도 어느 정도 가지고 있고 대표적으로 미국중국영국프랑스러시아독일 이 6개국은 그에 맞추어 우주산업에 대한 연구개발을 지속하고 있다. 그리고 먼 미래가 되면 지구는 결국 태양 활동의 진화로 인해 금성처럼 되어 인간이 살기 불가능해지기 때문에 인간은 어떻게든 지구를 떠날 수밖에 없다.

6. 우주의 멸망

해당 문서로.

7. 기타 같은 이름을 가진 것

  • UZOO. 과거에 존재했던 프로게임계 관련 사이트.
MSL을 후원한 바 있으나 망하는 바람에 저주의 표본 중 하나가 되고 말았다.

8. 우주 용어

  • 초우주(超宇宙, superuniverse)란 관측된 모든 은하계의 성운들이 모여 이루는 우주를 가리킨다.
  • 심우주(深宇宙, deep space)란 지구에서 200만km 밖의 우주를 가리킨다.
  • 외우주(外宇宙, outer space)란 지구 대기권 바깥의 우주공간을 가리킨다.
  • (1)AU란 태양에서 지구까지의 거리인 약 1억 4960만km를 말한다
  • 광년(단위: ly)이란 빛이 진공 상태에서 1년 동안 가는 거리인 약 9조 4600억km를 말한다.

9. 인명

대한민국에서 인명으로 흔히 쓰이는 일반명사이다. 중성적인 이름 같지만, 7할가량은 남성에게 쓰인다.

10. 대중문화 & 서브컬처에서

  • 무언가 엄청 거대하고 위대하며 인간이 상상할 수 없는 것에 우주와 관련된 수식어를 붙이기도 한다. 대표적인 예가 전국구에서 파생된 우주구. 한때 유행했던 단어 아스트랄도 본래는 우주와 관련된 단어이며, 안드로메다, 깐따삐야 빵상 등도 우주 단위의 먼 거리감을 담은 관용어이다.
  • 보통 사람들이 이해하기 힘들거나 심각하게 약을 빨아 전개가 이상하게 흘러가는 이야기에 우주라는 표현을 쓰기도 한다.
  • 우주는 매우 넓고 광활하기 그지없는데 인간은 작은 지구에서 주인 행세를 하고 있는 것이, 여러 외계인들의 마음에 들지 않는 듯하다.
  • 일본의 프로 바둑 기사 타케미야 마사키 9단은 중앙에 광활한 집을 짓는 플레이를 자주하여 우주류라는 별칭을 얻었다.--마스터 이-


  1. [1] 허블 망원경이 총 100만 초에 달하는 노출 시간을 소비하여 별이 거의 없는 화로자리의 공간을 관측한 결과이며, 우주 초기에 형성 중인 은하들을 포함한 1만 개의 은하가 담겼다.
  2. [2] 최근 우주의 나이가 145억 년일 수도 있다는 주장이 제기됐다.
  3. [3] 약 880자(秭)m
  4. [4] 각각의 미묘한 차이에 대해서는 아래 문단 참고.
  5. [5] 엄밀히 따지면 우리 눈에 들어오는 모든 장면은 과거의 모습이다. 가까이 있는 물체의 경우 그 시간차가 매우 짧을 뿐이다.
  6. [6] 여기서 말하는 우주는 Universe가 아닌 Space다. Universe를 뜻하는 거라면 지구에 있는 모든 인류도 포함된다. 현재 지구 대기권 밖에 있는 인류의 숫자를 나타내는 사이트다. (누군가 처음 이 사이트를 소개하는 을 작성하고 인증샷으로 6명이 있다고 했다가, 다른 네티즌이 '저는 3명 뜨는데요? 확실한 거 맞나요?' 라고 댓글로 인증샷을 올렸었다. 그런데, 알고 보니 타이밍 좋게 그 짧은 사이에 3명이 귀환을 해서 그랬다고 한다.) 그리고 2019년 3월 26일 오후 3시 기준으로 다시 6명이 되었다.
  7. [7] 상대성 이론에서 빛보다 빠른 속도는 물리적으로 불가능하다고 한 것과 모순되는 것 같지만, 물질이 아니라 공간 자체가 팽창하는 것이다. 우리 우주공간 내의 최대 제한 속도가 초속 약 30만 km이기 때문이고 빛과 같이 질량이 0인 존재는 아주 약간의 힘만으로도 무조건 우주 최고 속도인 초속 30만 km로 움직인다. 따라서 빛이 무조건적이고, 절대적인 기준인 것이 아니라, 우주 최대 제한 속도가 단지 그렇다는 것뿐.
  8. [8] 아주 당연한 것이다. 관측자는 지구에 있으니 지구를 기준으로 관측 가능한 우주의 범위가 결정된다.
  9. [9] 절대로 지구가 우주의 중심이라는 뜻이 아니니 착각하지 말자. 관측 가능한 범위의 중심이 관측지인 지구라는, 아주 단순한 논리일 뿐이다. 비유하자면 RTS류 게임에서 시작하는 순간 자기 기지를 중심으로 원형이 보이고 나머지는 전장의 안개에 가려져있으며, 이때 자기 기지는 맵의 중심이 아닌 보이는 지점의 중심에 불과한 것.
  10. [10] 사실 천문학계에서 대중들을 위해 발표하는 경우 거리 단위로는 빛이 여행한 거리 (138억 광년)를 더 많이 쓴다. 대부분의 사람들이 일상적으로 거리 = 속도 * 시간으로 받아들이고 있으므로 이쪽이 더 직관적이기 때문이다.
  11. [11] 이렇게 된 이유는 먼 거리에 있는 은하까지의 거리를 재는 방법이 허블 법칙을 제외하면 희소하고, 적색편이 값 자체는 비교적 정확하게 측정되는 반면 허블 법칙에 의해 적색편이로부터 유도되는 은하까지의 거리는 어떤 우주론 모델을 쓰느냐에 따라 크게 달라지기 때문이다.
  12. [12] 2.7켈빈(K), 즉 절대 0도(섭씨 영하 273.15도)보다 섭씨 2.7도 높은 온도
  13. [13] 이 말이 생경하게 느껴질지 모르나, 인류의 역사에 문학이 탄생한 뒤로 수많은 문학가들과 종교인들이 입을 모아 찬미했던 하늘이, 인간이 하늘에 갈 수 있는 기술력을 얻게 되자 그대로 인간들의 추잡한 사리사욕을 충족하기 위한 장소로 변질된 것을 생각해 보면 어떨까. 비행기가 발명될 당시의 사람들에게 '앞으로 인간은 하늘에서 전쟁을 하게 될 것이다'라는 말을 했을 때 그들도 우리와 마찬가지 충격을 받지 않았을까.
  14. [14] 물론 항목을 보면 알겠지만 일반인들이 상상하는 그런 류의 우주여행은 아니다. 우주복 하나만 해도 100억, 200억 가까이 나가는 것을 생각해 보자. 일반인들이 생각하는 류의 우주여행은 기술혁신이라도 안 일어나는 이상 여행사 측의 수지가 안 맞을 것이라고 보는 게 맞을 것이다.
  15. [15] 하지만 인류는 아무리 성장해봐야 국부은하군에서 머물 가능성이 매우 크다. 우주의 지속적인 팽창속에서 일정 거리를 유지할 수 있는것은 국부 은하군선에서 끝나기 때문. 그보다 먼 곳은 팽창속도를 따라갈 수 없을 것이라 한다. 물론 빛의 속도를 넘어가는 워프기술이 생긴다면야... 애초에 초광속 기술이 생기지 않는다면 국부 은하군 진출도 힘들다

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