우주에는 별이 몇 개나 있을까?

밤하늘에서 시작된 질문: 우리 은하의 별은 몇 개일까?

불빛이 없는 시골 밤하늘을 올려다보면 별이 쏟아질 듯이 많아요. 하지만 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 별은 사실 고작 6,000개에서 9,000개 남짓에 불과합니다. 이 별들은 모두 태양계가 속한 거대한 별들의 도시, 바로 ‘우리 은하’ 안에 있는 이웃 별들이에요. 그렇다면 우리 은하 전체에는 별이 모두 몇 개나 있을까요? 과학자들은 우리 은하에만 약 1,000억 개에서 4,000억 개의 별이 모여 있다고 추정해요. 만약 우리가 잠도 자지 않고 1초에 별을 하나씩 센다면, 1,000억 개를 다 세는 데만 무려 3,170년이 넘게 걸린답니다. 우리 은하 하나만 해도 이렇게 어마어마한 크기예요.

아무것도 없는 줄 알았던 곳에서 찾은 은하들

더 놀라운 사실은 우리 은하가 우주에 하나뿐인 별들의 도시가 아니라는 점이에요. 1995년, 천문학자들은 대담한 실험을 하나 계획했어요. 귀중한 허블 우주망원경을 이용해 밤하늘에서 아무것도 보이지 않는 아주 작고 어두운 빈 공간을 열흘 동안이나 뚫어지게 찍어본 거예요. 밤하늘에 팔을 쭉 뻗어 바늘구멍만 한 크기를 바라본 셈이었죠. 사진이 현상되자 과학자들은 숨을 삼켰어요. 텅 비어 있는 줄 알았던 그 작은 구멍 속에 약 3,000개의 은하가 보석처럼 박혀 있었거든요. 이 ‘허블 딥 필드’ 관측과 그 뒤를 이은 연구를 통해, 과학자들은 인류가 볼 수 있는 관측 가능한 우주 안에 약 2조 개의 은하가 존재한다는 사실을 알아냈어요.

지구의 모래알보다 훨씬 많은 우주의 별

은하 하나에 별이 수천억 개씩 있고 그런 은하가 수조 개나 있다면, 우주의 별은 도대체 모두 몇 개일까요? 천문학자들은 은하의 크기와 개수를 곱해 관측 가능한 우주의 별이 최소 2해(2 뒤에 0이 22개 붙는 숫자) 개 이상일 것으로 추정해요. 숫자가 너무 커서 실감이 나지 않으니 지구의 바닷가로 가볼까요? 유명한 천문학자 칼 세이건은 일찍이 “우주의 별은 지구상의 모든 해변과 사막에 있는 모래알을 합친 것보다 많다”고 말했어요. 실제로 과학자들이 지구에 있는 모래알의 수를 어림잡아 계산해 보니 약 75경(75 뒤에 0이 16개 붙는 숫자) 개였어요. 지구의 모래알 한 알마다 우주의 별을 수만 개씩 짝지어 줄 수 있을 만큼 별이 훨씬 더 많은 거예요.

과학자들은 수많은 별을 어떻게 셀까?

물론 과학자들이 망원경 사진을 보며 별을 하나, 둘, 셋 직접 세는 것은 아니에요. 숲에 있는 나무의 수를 셀 때 숲 전체를 다 세지 않고, 일정한 넓이 안에 있는 나무 수를 센 뒤 숲 전체 면적을 곱하는 방법을 쓰는 것과 같아요. 천문학자들은 먼저 우주망원경으로 하늘의 일부 구역을 정밀하게 찍어 그 안에 있는 은하의 수를 세어 봅니다. 그다음 빛의 밝기와 은하가 회전하는 속도를 재서 은하 전체의 무게(질량)를 구해요. 은하의 무게를 태양 같은 별 하나의 평균 무게로 나누면 그 은하 안에 별이 대략 몇 개나 들어 있는지 계산할 수 있답니다. 보이지 않는 곳의 별까지 중력과 빛을 단서 삼아 계산해 내는 셈이에요.

한 줄로 정리하면

우리가 관측할 수 있는 우주에는 지구 모든 바닷가의 모래알보다도 훨씬 많은 약 2해 개 이상의 별이 빛나고 있어요.