우주에는 별이 몇 개나 있나요?

우주 별 개수? 관측 가능한 우주의 압도적 추정치

우주 별 개수는 인간의 직관으로 가늠하기 어려울 만큼 방대한 규모를 보여줍니다. 천문학자들은 은하의 수와 은하마다 포함된 별의 수를 바탕으로 전체 규모를 추정합니다. 모래알과의 비교를 통해 그 차이가 얼마나 큰지 확인해 보세요.

관측 가능한 우주에 있는 별의 수: 모래알보다 많은 700해 개

전 우주 별의 개수는 우리가 상상할 수 있는 범위를 훨씬 뛰어넘습니다. 현재 천문학자들이 추정하는 관측 가능한 우주 내의 별 개수는 대략 700해(7 10^22) 개에서 2,000해(2 10^23) 개 사이입니다. 이 숫자^[1] 가 어느 정도인지 체감하기 위해 흔히 지구상의 모든 해변에 있는 모래알 수와 비교하곤 하는데, 실제로는 지구의 모든 모래알을 다 합친 것보다 최소 10배 이상 많은 별이 우주에 떠 있습니다.

이 거대한 숫자는 단순히 짐작으로 나온 것이 아닙니다. 과학자들은 우주에 존재하는 은하의 총 개수와 각 은하가 평균적으로 보유한 별의 수를 곱하여 이 수치를 도출해냈습니다. 최신 연구에 따르면 관측 가능한 우주에는 약 2조 개의 은하가 존재하며, 우리 은하처럼 평범한 은하 하나가 약 1,000억 개에서 4,000억 개의 별을 품고 있다는 사실을 바탕으로 계산된 결과입니다. 정말이지 압도적인 숫자입니다. ^[2]

우주에는 몇 개의 은하가 존재할까?

은하의 개수를 파악하는 것은 별의 총 개수를 구하는 첫 번째 단계입니다. 1990년대 중반, 허블 우주 망원경이 허블 딥 필드라고 불리는 우주의 아주 작은 영역을 장시간 노출하여 촬영했을 때 과학계는 큰 충격에 빠졌습니다. 아무것도 없는 것처럼 보였던 암흑 속에서 수천 개의 은하가 발견되었기 때문입니다. 당시에는 우주에 약 2,000억 개의 은하가 있을 것으로 보았습니다.

하지만 기술이 발전하면서 이 수치는 대폭 수정되었습니다. 2026년 현재 통용되는 최신 분석 자료에 따르면, 관측 가능한 우주 은하 개수는 당초 예상보다 10배 더 많은 약 2조 개에 달하는 것으로 나타났습니다.^[5] 이는 우리가 과거에 보지 못했던 작고 희미한 은하들이 우주 곳곳에 숨어 있었음을 의미합니다. 은하의 수가 늘어난 만큼, 우리가 추정하는 별의 총 개도 비례해서 증가하게 되었습니다.

은하 하나에는 평균적으로 별이 몇 개나 있을까?

우주에 은하가 2조 개 있다는 것을 알았다면, 이제 은하 하나에 들어있는 별의 수를 따져봐야 합니다. 모든 은하의 크기가 같은 것은 아닙니다. 우리 은하(Milky Way)는 중간 정도 크기의 나선 은하로, 약 2,000억 개에서 4,000억 개의 별을 가지고 있습니다. 반면, ^[3] 거대 타원 은하의 경우 별의 수가 100조 개에 육박하기도 하며, 아주 작은 왜소 은하들은 1,000만 개 미만의 별만을 보유하고 있습니다.

천문학자들은 평균적인 은하가 대략 1,000억 개의 별을 가지고 있다고 가정하고 계산을 진행합니다. 2조 개의 은하에 각각 1,000억 개의 별이 있다고 하면, 전체 별의 수는 2 10^23 개가 됩니다. 이 숫자를 한글로 읽으면 2,000해 개입니다. 1 뒤에 0이 20개 붙는 단위가 해이므로, 그 규모가 얼마나 막대한지 짐작조차 하기 어렵습니다.

별의 개수를 세는 과학적인 방법: 전수 조사가 아닌 통계적 추정

그렇다면 과학자들은 이 많은 별을 일일이 하나씩 세는 걸까요? 당연히 불가능합니다. 우주에 있는 별을 하나씩 센다면 인간의 수명으로는 턱없이 부족할 것입니다. 대신 천문학자들은 우주 별 세는 법으로 통계적 샘플링과 광도 측정이라는 간접적인 방법을 사용합니다. 특정 구역의 은하 개수를 정밀하게 측정한 뒤, 이를 전체 하늘의 면적으로 확장하는 방식입니다.

솔직히 말씀드리면, 이 과정은 결코 순탄하지 않습니다. 저도 처음 천문학 데이터를 접했을 때, 수치가 연구자마다 수천억 개씩 차이 나는 것을 보고 당황했던 기억이 납니다. 하지만 이는 오류가 아니라 우주의 광활함 때문입니다. 과학자들은 은하의 질량을 측정하고, 그 질량 중 얼마만큼이 별에서 오는지 계산합니다. 별의 평균 질량을 대입하여 총 개수를 추론하는 것이죠. 칠흑 같은 어둠 속에서 아주 미세한 빛의 흔적을 쫓아 숫자를 쌓아 올리는 고된 작업입니다.

제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 바꾼 수치들

최근 제임스 웹 우주 망원경의 관측 결과는 기존의 별 개수 추정치를 더욱 정교하게 다듬어주고 있습니다. 이전에는 먼지 구름에 가려져 보이지 않던 초기 우주의 은하들이 적외선 관측을 통해 속속 드러나고 있기 때문입니다. 새로운 데이터에 따르면 초기 우주는 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 바쁘게 별을 생성하고 있었습니다. 덕분에 우리가 세지 못했던 고대의 별들이 계산 목록에 추가되고 있습니다.

지구의 모래알과 우주의 별: 어느 쪽이 더 많을까?

이 질문은 천문학 강연에서 빠지지 않는 단골 질문입니다. 결론부터 말씀드리면 우주의 별이 압도적으로 많습니다. 지구상에 있는 모든 모래알의 개수는 대략 750경(7.5 10^18) 개로 추산됩니다. 반면^[4] 우주의 별은 최소 7,000,000경(7 10^22) 개 이상입니다. 모래알 한 알이 별 하나라고 가정한다면, 지구 수만 개 분량의 모래가 있어야 우주 별 개수와 겨우 맞먹는 셈입니다.

가끔 해변에서 모래를 한 움큼 쥐어본 적이 있으신가요? 그 작은 손바닥 안에도 수만 개의 모래알이 들어있습니다. 그런데 지구 전체의 해변과 사막을 다 뒤져도 우주 한구석의 별조차 채우지 못한다는 사실은 인간을 겸허하게 만듭니다. 우리는 이토록 거대한 시스템 속에서 먼지만큼 작은 행성에 살고 있는 것입니다. 기다려 보세요 - 이보다 더 놀라운 비교가 뒤에 더 있습니다.

관측 가능한 우주 너머: 우리가 모르는 무한한 공간

여기서 중요한 용어를 짚고 넘어가야 합니다. 바로 관측 가능한 우주입니다. 우리가 말하는 2,000해 개의 별은 빛이 지구에 도달할 수 있는 거리 안에 있는 별들만을 의미합니다. 우주의 나이가 약 138억 년이므로, 빛의 속도와 우주 팽창을 고려할 때 우리가 볼 수 있는 영역은 한정되어 있습니다. 이를 우주의 지평선이라고 부릅니다.

하지만 지평선 너머에도 우주는 존재합니다. 주류 우주론에 따르면 전체 우주의 크기는 관측 가능한 영역보다 최소 수백 배에서 무한대까지 넓을 수 있습니다. 만약 우주가 무한하다면 별의 개수 또한 무한할 것입니다. 우리가 알고 있는 숫자는 사실 우주라는 거대한 바다에서 물 한 바가지를 떠낸 것에 불과할지도 모릅니다. 정말 믿기지 않는 스케일입니다.

우주의 규모를 이해하기 위한 숫자 비교

지구의 모래알

• 우주 별 수의 약 1만 분의 1 수준
• 약 7.5 10^18 개 (750경 개)
• 지구의 모든 해변과 사막의 모래를 합친 양

우주의 별 (관측 가능 범위)

• 비교 대상 중 가장 압도적인 수치
• 약 2 10^23 개 (2,000해 개)
• 지구상의 모든 모래알보다 10배에서 수만 배 더 많음

물 한 방울 속의 분자 수

• 모래알보다는 많지만 별의 수보다는 훨씬 적음
• 약 1.5 10^21 개 (1,500경 개)
• 작은 물 한 방울에 담긴 보이지 않는 세계의 규모

어린 민수의 호기심과 천문학자의 답변

충주에 사는 10살 민수는 밤하늘을 보며 별이 몇 개인지 궁금해졌습니다. 아빠와 함께 천문과학관을 찾은 민수는 도슨트에게 "별을 누가 다 셌어요?"라고 물었지만, 돌아온 대답은 "아무도 다 세지 못했단다"라는 의외의 답변이었습니다.

민수는 처음엔 실망했습니다. 과학자들이라면 당연히 정답을 알 줄 알았기 때문입니다. 하지만 도슨트는 민수에게 쌀 한 봉지를 보여주며, 그 안의 쌀알을 다 세지 않고도 무게를 재서 개수를 맞히는 방법을 설명해주었습니다.

이후 민수는 별을 세는 것이 단순한 노가다가 아니라 수학과 논리의 과정임을 이해하게 되었습니다. 직접 눈으로 볼 수 없는 먼 은하의 별들까지 계산할 수 있다는 사실에 민수의 눈은 반짝이기 시작했습니다.

한 달 뒤, 민수는 학교 과학 시간에 우주의 별이 모래알보다 10배 이상 많다는 발표를 멋지게 해냈습니다. 수치의 정확성보다 우주의 광활함을 이해한 민수의 목소리에는 자신감이 넘쳤고, 이는 민수가 천문학자라는 꿈을 갖게 된 결정적인 계기가 되었습니다.