How big is 추정되는 우주의 크기?

우주는 모든 공간과 그 안의 모든 것이다. 우주가 얼마나 큰지는 아무도 모르며, 무한할 수도 있다. 위에 표시된 크기인 1,600요타미터(약 1700억 광년)는 측정값이 아니다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다.

크기

측정할 수 있는 부분은 관측 가능한 우주로, 빅뱅 이후 빛이 지구에 닿을 시간이 있었던 영역이다. 관측 가능한 우주는 지름이 약 930억 광년이다. 우주 전체는 아마 이보다 훨씬 크겠지만, 지금까지 그 크기는 한계값만 구했을 뿐 측정하지는 못했다.

한계를 정하는 한 가지 방법은 공간의 모양을 재는 것이다. 공간이 공의 표면처럼 스스로를 향해 휘어 있다면 우주는 유한한 크기일 것이다. 플랑크 위성의 측정을 은하 탐사 자료와 합치면, 공간이 약 0.2% 이내로 평평하다는 것을 알 수 있다.

2011년의 한 분석은 이런 측정들을 종합했다. 이 분석은 99%의 신뢰도로, 우주의 부피가 관측 가능한 우주의 적어도 251배라는 결과를 얻었다. 공간이 정확히 평평하거나 반대 방향으로 휘어 있고 특이한 모양도 아니라면, 우주는 끝없이 이어진다.

크기 비교

관측 가능한 우주를 농구공 크기, 즉 지름 약 24센티미터로 줄인다면, 우주 전체는 적어도 지름 1.5미터인 공만큼의 공간을 담을 것이다.
부피로 따지면 우주 전체에는 적어도 8 × 10⁶¹개의 지구 크기 행성이 들어가며, 10⁶¹은 1 뒤에 0이 61개 따르는 수이다.
끝이 서로 이어진 공간은 원칙적으로 관측 가능한 우주보다 작을 수 있다. 2004년의 탐색은 다양한 모양에 대해, 지름이 24기가파섹(780억 광년)보다 작은 우주의 가능성을 배제했다. 이는 관측 가능한 우주 지름의 약 84%에 해당한다.

스스로 이어지는 우주 찾기

공간은 휘어 있지 않아도, 스스로 이어져 있다면 유한할 수 있다. 일부 비디오 게임이 이런 식으로 작동한다. 화면의 한쪽 가장자리로 나간 우주선은 반대쪽 가장자리로 다시 들어온다. 이런 우주에서는 같은 영역에서 온 빛이 둘 이상의 방향에서 지구에 닿을 수 있다.

그렇다면 우주 마이크로파 배경, 곧 초기 우주에서 남은 희미한 빛에서는 서로 일치하는, 뜨거운 점과 차가운 점으로 이루어진 원이 하늘의 서로 다른 곳에 나타날 것이다. 2004년에 한 연구팀이 NASA의 WMAP 탐사선이 만든 지도에서 이런 원을 찾았다. 이들은 반지름이 25도보다 큰, 서로 일치하는 원은 찾지 못했다.

가능한 다양한 모양에 대해, 이 결과는 지름이 24기가파섹보다 작은 우주를 배제한다. 1기가파섹은 약 32억 6000만 광년이다. 이 탐색으로는 더 큰, 스스로 이어지는 우주나 무한한 우주를 배제할 수 없었다.