우주(宇宙)란 존재하는 모든 것의 총체라 할 수 있다. 즉, 무한한 시간과 만물을 포함하고 있는 끝없는 공간의 총체를 말한다. 물리학과 같은 자연과학은 우주를 존재하는 모든 물질과 에너지, 그리고 사건이 일어나는 배경이 되는 시공간의 총체로서 정의한다.
빅뱅은 영국의 물리학자인 프레드 호일이 1949년 처음 언급한 이론으로 우주의 처음을 설명하는 우주론 모형이다. 빅뱅은 매우 높은 에너지를 가진 작은 물질과 공간이 약 137억 년 전 거대한 폭발을 통해 우주가 되었다고 보는 이론이다. 이 이론은 폭발에 앞서 오늘날 우주에 존재하는 모든 물질과 에너지는 작은 점에 갇혀 있었다. 과학자들이 T=0이라고 부르는 폭발 순간에 그 작은 점으로부터 물질과 에너지가 폭발하여 서로에게서 멀어지기 시작했다. 이 물질과 에너지가 은하계와 은하계 내부의 천체들을 형성하게 되었다. 1964년 우주 배경 복사를 발견하고, 그것의 스펙트럼(각 파장으로부터 계산된 복사량)으로부터 흑체 곡선을 그린다는 것이 확인되자, 대부분의 과학자들은 빅뱅 이론을 사실로서 수용하게 되었다.
우주의 나이는 얼마쯤 일까? 지구의 암석과 수정의 화학적 연대측정법, 우주가 팽창하는 속도 측정법, 우주 배경 복사법등의 과학적 분석에 의하면 우리가 살고 있는 우주는 137억년정도 되었다고 한다.
우주의 구성 물질은 무엇일까? 우리가 볼 수 있는 것은 우주 총 질량의 5% 뿐이며, 그 5%중 97%가 수소와 헬륨이라고 한다. 나머지 95% 중 25%는 빛이 없어 우리 눈에 보이지 않는 암흑물질이라고 하고, 어디든지 날아다니는 빅뱅의 먼지 같은 암흑 에너지가 70%이상이라고 한다. 지구의 구성 물질은 대략 120여 가지 이지만 우주에는 약 574가지의 물질이 있다고 한다. 과학적으로 밝혀진 우주는 전자, 뮤온, 파우 등 모두 12개의 기본입자와 이들과 상호작용하는 4개의 입자 총 16개 입자로 구성되어 있다고 한다.
저마다의 크기, 색깔, 밝기를 가진 별은 어떻게 탄생하게 되었을까? 별의 탄생은 핵융합으로 온도와 압력이 높은 환경에서 입자를 모은 후 융합을 해 다른 종류의 입자를 만들어 낸다고 한다. 별의 중심에서 수소원자들이 충돌해 융합 생성하게 되는데 그 주위에 있는 반짝이는 헬륨원자는 수소원자보다 질량이 낮아 잃어버린 질량을 찾기 위해 감마선이 나오고 이 핵융합을 통해 별이 탄생된다고 한다. 그렇다면 별의 수명은 얼마나 될까? 별의 하나인 태양은 45억년이 되었으며 55억년후면 사라진다고 한다. 태양은 30억년후면 40% 더 밝아지고 뜨거워져 지구의 바다물을 증발시킨 후 20억년이 지나면 태양의 중심이 붕괴되면서 어마어마한 팽창으로 적색거성으로 변하게 된다. 그리고 지구를 집어삼킨다고 한다.
태양보다 질량이 100배나 큰 별들은 어떻게 사라질까? 큰 질량을 가진 별들은 빠르게 살고 빠르게 죽게 되는데 이 별들은 초신성 폭발과 함께 사라진다. 우리가 하늘에서 반짝하고 빛나는 폭발은 이 초신성 폭발일 수 있다고 한다.
별은 또 다른 별을 만든다. 별은 우주에 떠다니는 가스와 먼지가 합쳐지면서 만들어진다. 별이 폭발해 새로운 물질이 우주로 퍼지고 또 다시 가스와 먼지 구름이 형성돼 합쳐지면서 새 별이 탄생한다고 한다.
우주, 그 신비함을 찾아 우주를 관측할 수 있는 곳이 우리 주변에 있다. 영천 보현산 천문대와 예천 천문대, 대전 시민 천문대를 들 수 있다. 예천천문대(054-654-1710)는 별, 우주를 향한 호기심과 더불어 별을 향한 동경과 추억을 떠올리며 관람 할 수 있고 우주 환경, 가변중력, 달중력, 우주 자세제어, 우주 유영, 천체관측 등 다양한 우주 체험을 할 수 있으며 보현산천문대는 일반인들의 관람을 위한 전시관(054-330-1038)으로 천체사진 등이 있으며 우주 관측 시설로 1.8m 광학망원경동, 1.8m 망원경동에는 관측실과 망원경 돔, 코팅/공작동에는 진공증착실(코팅실)공작실이 있다. 특히, 4월, 5월, 6월, 9월, 10월의 네번째 토요일에 천문학 강연, 천문대 시설 안내, 1.8m 광학망원경동과 태양망원경동을 견학할 수 있다. 야간 별관측은 “영천보현산별빛축제”와 함께 운영한다. 대전시민천문대(042-863-8763)는 세계에서 가장 오래된 천문도인 천상열차분야지도, 혼천의 등 전시물, 우주체험관에서 우주유영, 블랙홀 체험 등을 할 수 있으며 천체투영기로 대표 별자리와 달과 목성의 이동 경로 관찰, 주관측실에서 달 표면의 아르키메데스 크레이터를 굴절 망원경을 통한 관찰 등을 할 수 있다