우주의 역사 연표: 빅뱅에서 성간 문명까지 12개 시대

우주의 나이는 약 138억 년이고, 크게 12개 시대로 나눌 수 있다. 원초 우주, 입자 시대, 핵과 원자, 첫 별, 은하와 원소, 태양계, 화학적 기원, 원시 생명, 복잡한 생명, 인류의 기원, 문명, 그리고 아직 오지 않은 성간 문명이다. 앞의 세 시대는 탄생 후 38만 년 안에 끝난다. 태양계는 48억 년 전에야 생겼고, 인류의 역사는 마지막 600만 년에 들어 있다. 138억 년을 1년으로 줄이면 문명은 12월 31일의 마지막 30초뿐이다.

12개 시대 한눈에 보기

우주 달력은 우주의 역사를 1년으로 줄인 것이다. 1월 1일 0시가 빅뱅, 12월 31일 24시가 지금이다. 계산식은 '달력 날짜 = 1년 × (1 − 몇 년 전 ÷ 138억)'이다. 아래 표는 138억 년 기준이다(Planck 위성의 2018년 결과는 137.87 ± 0.20억 년).

원하는 연도를 직접 바꿔 보려면 우주 달력 계산기를 쓰면 된다.

1. 원초 우주: 첫 순간

원초 우주는 탄생 후 약 10⁻³²초까지다. 플랑크 시대, 중력의 분리, 대통일 시대, 인플레이션, 재가열이 여기에 든다. 인플레이션 동안 공간은 약 10²⁶배 늘어났고, 이후 인플라톤 장이 붕괴하면서 진공 에너지가 입자와 복사로 바뀌었다. 뜨거운 우주는 여기서 시작된다.

처음에 가까울수록 직접 관측보다 이론에 기대는 부분이 커진다. 인플레이션은 유력한 틀이지만 확정된 사실은 아니다.

2. 입자 시대: 쿼크에서 양성자와 중성자로

입자 시대는 약 10⁻¹²초에 시작해 수십 초 뒤에 끝난다. 쿼크는 뜨거운 수프 속에서 자유롭게 움직이다가 약 10⁻⁶초에 양성자와 중성자로 묶인다. 약 1초에 중성미자가 분리되고, 약 10초에 전자와 양전자가 쌍소멸한다.

물질이 남은 것은 입자와 반입자 10억 쌍마다 물질이 하나씩 더 많았기 때문이다. 왜 그랬는지는 아직 모른다.

3. 핵과 원자: 가벼운 원소와 첫 빛

핵과 원자 시대는 3분에 시작된다. 이때 질량의 약 25%가 헬륨이 되었고 중수소와 리튬도 조금 만들어졌다. 1948년 알퍼, 베테, 가모가 『Physical Review』에서 계산한 것으로 'αβγ 논문'으로 유명하다.

약 38만 년 뒤 전자가 원자핵에 붙잡히면서 우주가 투명해졌다. 그때 나온 빛이 우주 마이크로파 배경이다. 1965년 벨 연구소의 펜지어스와 윌슨이 안테나 잡음을 없애려다 우연히 발견했고, 1978년 노벨 물리학상을 받았다. 1990년 COBE 위성이 이론과 거의 일치하는 흑체 스펙트럼을 측정했고, 1992년에는 10만분의 1 수준의 온도 요동을 찾았다. 이것이 은하의 씨앗이다.

이 시대는 달력으로 1월 1일부터 1월 4일 사이다. 38만 년 뒤의 재결합은 새해 아침 0시 14분이다. 그 뒤가 암흑시대로, 별은 없고 중성 수소만 천천히 식는다.

4. 첫 별: 암흑시대의 끝

빅뱅 후 약 1.5억 년, 달력으로 1월 4일쯤에 첫 별이 켜진다. 중력이 암흑물질 헤일로에 가스를 모았고, 태양 질량의 수백 배에 이르는 별이 생겼을 것으로 본다. 별빛이 수소를 다시 이온화했고, 첫 초신성이 무거운 원소를 흩뿌렸으며, 첫 블랙홀이 생겼고, 약 7억 년에는 퀘이사가 빛났다.

정확한 연도에는 여전히 불확실성이 있다. 2024년 제임스 웹 우주망원경이 적색편이 14.32의 은하 JADES-GS-z14-0을 확인했다(Carniani 외, 『Nature』 2024). 빅뱅 후 약 2.9억 년으로, 예전 모형이 예상한 것보다 이르다.

5. 은하와 원소: 별이 만드는 원소

빅뱅 후 약 10억 년(약 128억 년 전, 1월 27일)부터 은하와 원소 시대가 시작된다. 은하는 충돌하며 자랐고, 우리은하는 막대나선은하다.

원소는 별 안에서 만들어진다. 헬륨 3개가 탄소가 되고, 탄소 연소로 산소가 생기며, 핵융합은 철에서 멈춘다. 금, 백금, 우라늄은 중성자별 충돌로 만들어진다. 원소별 기원은 원소 제련소에서 볼 수 있다.

6. 태양계: 우리가 사는 곳

태양계는 빅뱅 후 약 90억 년, 즉 약 48억 년 전(8월 27일)에 만들어지기 시작한다. 태양계에서 가장 오래된 고체는 45.67억 년 전의 것이고(Connelly 외, 『Science』 2012), 태양도 그 무렵 점화했다. 달력으로 9월 2일이다. 목성이 일찍 자랐고, 약 45억 년 전 테이아라는 천체가 어린 지구와 충돌해 그 파편으로 달이 생겼다. 약 41억 년 전 후기 대폭격이 물을 가져왔고, 40억 년 전에는 지표가 식어 비가 내려 원시 바다가 생겼다.

7. 화학적 기원: 생명의 재료

약 40억 년 전부터 38억 년 전까지, 화학적 기원 시대에 생명의 재료가 갖춰진다. 아미노산, 뉴클레오타이드, 지질막, RNA 월드, 스스로 복제하는 분자, 그리고 원시 세포다. 1953년 스탠리 밀러가 초기 지구를 흉내 낸 방전 실험으로 아미노산을 만들었다. 이 분야의 출발점이 된 실험이다.

생명이 어떻게 시작됐는지는 아직 열린 질문이고, 각 단계는 연구자들이 내놓은 가설이다. 달력으로는 9월 17일쯤이다.

8. 원시 생명: 미생물의 30억 년

원시 생명 시대는 약 38억 년 전(9월 22일)에 시작된다. 모든 생물의 마지막 공통 조상 LUCA는 약 37억 년 전에 살았다고 본다. 약 35억 년 전에는 세균과 고세균이 갈라졌고, 미생물 매트가 스트로마톨라이트 화석을 남겼다.

약 30억 년 전 시아노박테리아가 산소를 내는 광합성을 시작했다. 약 24억 년 전의 대산화 사건(달력으로 10월 29일)으로 대기에 산소가 생기면서 많은 혐기성 생물이 사라졌다. 약 20억 년 전 세포 내 공생으로 미토콘드리아가 생겼고, 약 18억 년 전 핵이 있는 진핵세포가 나타났다. 이 시대의 대부분 동안 생명은 단세포였다.

9. 복잡한 생명: 다세포에서 공룡까지

약 6.4억 년 전(12월 15일) 다세포 생물이 나타나며 복잡한 생명 시대가 시작된다. 약 5.4억 년 전(12월 17일) 캄브리아 폭발에서 눈, 껍데기, 포식자가 등장한다. 약 4.7억 년 전 식물이 육지에 올라왔고, 약 3.7억 년 전 네발동물이 나타났다.

약 2.5억 년 전 페름기 대멸종으로 해양 생물종의 약 96%가 사라졌다(12월 25일). 약 6600만 년 전 소행성 충돌이 공룡 시대를 끝냈다(Alvarez 외, 『Science』 1980, 12월 30일). 5대 대멸종은 대멸종에 정리해 두었다.

10. 인류의 기원: 마지막 몇 시간

약 600만 년 전 직립보행이 시작되며 인류의 기원 시대가 열린다. 달력으로 12월 31일 20시 11분쯤이다. 약 330만 년 전의 석기가 발견되었고(Harmand 외, 『Nature』 2015, 케냐 로메크위), 불의 사용은 약 100만 년 전으로 거슬러 올라간다. 모로코 제벨 이르후드 화석으로 가장 오래된 호모 사피엔스는 약 30만 년 전(23시 48분)으로 본다(Hublin 외, 『Nature』 2017). 약 7만 년 전 아프리카를 떠났고, 약 4만 년 전에는 동굴 벽화를 그렸다. 종별 차이는 호미닌에서 볼 수 있다.

11. 문명: 마지막 30초

약 1.2만 년 전 농업이 시작되며 문명 시대로 들어선다. 달력으로 12월 31일 23시 59분 32초다. 문자는 약 5200년 전(23시 59분 48초), 이어 청동기, 철기, 종이와 인쇄가 나온다. 과학혁명은 1600년경, 산업혁명은 1760년경, 첫 컴퓨터는 1946년이다.

1969년 아폴로 11호가 인류를 달에 보냈다. 우주 달력은 칼 세이건이 1977년 『에덴의 용』에서 제안했다.

12. 성간 문명: 아직 오지 않음

성간 문명은 12개 시대 중 유일하게 아직 일어나지 않았다. 실제로 일어난 일은 1969년 달 착륙과, 2012년 보이저 1호가 성간 공간에 들어간 것(Stone 외, 『Science』 2013)뿐이다. 화성 기지, 성간 우주선, 다이슨 구는 아직 구상 단계다.

게임에서 연표 따라가기

Cosmos Era는 하드 SF 방치형 게임이고, 시대 순서는 이 글과 같다. 게임 안에서 특이점에서 시작해 성간 문명까지 클릭으로 올라가며, 시대마다 다른 자원이 열린다. 게임 설정은 실제 과학과 따로 표시하며, 성간 문명 부분은 전부 게임 설정이다. 전체 지식 트리는 우주 지식 트리에서 볼 수 있다.

자주 묻는 질문

우주의 역사는 몇 개 시대로 나뉘나요?

통일된 기준은 없다. 이 글은 Cosmos Era 백과의 12개 구분을 쓴다. 원초 우주, 입자 시대, 핵과 원자, 첫 별, 은하와 원소, 태양계, 화학적 기원, 원시 생명, 복잡한 생명, 인류의 기원, 문명, 성간 문명이며 마지막은 아직 일어나지 않았다.

입자 시대는 언제인가요?

빅뱅 후 약 10⁻¹²초부터 수십 초까지다. 쿼크가 양성자와 중성자로 묶이고, 전자와 양전자 대부분이 쌍소멸했다. 우주 달력으로는 1월 1일 0시도 지나지 않는다.

우주 달력에서 인류는 언제 나타나나요?

138억 년 기준으로 600만 년 전 인류의 조상은 12월 31일 20시 11분쯤, 현생 인류(30만 년 전)는 23시 48분, 농업과 문명은 마지막 30초다.

우주가 138억 살이라는 건 어떻게 아나요?

주로 우주 마이크로파 배경 측정으로 안다. Planck 위성의 2018년 결과는 137.87 ± 0.20억 년이고, 보통 138억 년으로 반올림한다.

태양계는 우주 달력의 언제인가요?

태양계 형성은 8월 27일쯤, 태양 점화는 9월 2일쯤, 지구 최초의 생명은 9월 하순이다. 세이건은 1977년에 더 큰 우주 나이를 썼기 때문에 날짜가 조금 다르다.

다음 단계

직접 해 보려면 게임을 플레이하자. 다른 연도를 계산하려면 우주 달력 계산기를 쓰면 된다.