우주는 멀리 있어요. 정말 아주 멀리요. 줄자로 재 보려고 한다면, 태양이 다 타 버릴 때까지 줄자를 풀어도 아직 달까지밖에 못 갔을 거예요. 그래서 천문학자들은 기발한 방법을 생각해 냈어요. 어둠 속으로 조금씩 더 멀리 닿기 위한 여러 가지 도구와 요령을 만든 거죠.

가장 가까운 곳을 재는 방법은 레이더예요. 전파를 어떤 물체에 튕겨 보내고, 돌아오는 데 걸리는 시간을 재는 거죠. 빛은 일정한 속도로 움직이기 때문에, 메아리가 6초 걸려 돌아오면 그 물체가 3광초 떨어져 있다는 뜻이에요. 이 방법은 달과 가까운 행성에는 아주 잘 맞지만, 토성보다 먼 곳에서는 전파가 너무 희미해져서 되돌아오지 못해요.

그다음 단계에서는 천문학자들이 시차를 이용해요. 우리 뇌가 깊이를 알아보는 것과 같은 방법이죠. 엄지를 세우고 한쪽 눈을 감았다가, 이번엔 다른 쪽 눈을 감아 보세요. 엄지가 톡 하고 움직이는 것처럼 보일 거예요. 물체가 멀리 있을수록 그 움직임은 작아져요. 천문학자들은 별에 이 방법을 써요. 1월에 별을 사진으로 찍고, 지구가 태양 반대쪽에 있는 6월에 다시 찍은 뒤, 별이 얼마나 옮겨 보였는지 재는 거예요. 그 움직임이 거리를 알려 줍니다.

시차는 몇천 광년까지는 쓸 수 있지만, 그보다 멀어지면 움직임이 너무 작아서 잴 수 없어요. 1마일 밖에서 엄지가 움직이는 것을 알아보려는 것과 같죠. 그래서 천문학자들에게는 새 도구가 필요했고, 우주의 등대처럼 깜빡이는 특별한 별들에서 그 도구를 찾았어요. 세페이드 변광성이라고 부르는 이 별들은 진짜 밝기에 따라 깜빡이는 속도가 달라져요. 깜빡이는 속도를 재면 그 별이 실제로 얼마나 밝은지 알 수 있어요. 그것을 지구에서 보이는 밝기와 비교하면 거리를 계산할 수 있죠. 더 어둡게 보일수록 더 멀리 있다는 뜻이에요.

세페이드 변광성 덕분에 가까운 우주가 활짝 열렸어요. 갑자기 우리는 수백만 광년 떨어진 다른 은하들까지의 거리를 잴 수 있게 되었죠. 하지만 세페이드에도 한계가 있어요. 결국 너무 희미해져서 보이지 않게 되거든요. 더 깊은 우주를 보기 위해 천문학자들은 Ia형 초신성이라는 폭발하는 별에 눈을 돌렸어요. 이 폭발들은 놀라울 만큼 일정해요. 모두 거의 같은 진짜 밝기에서 가장 밝게 빛나죠. 그래서 먼 은하에서 이런 폭발을 보면, 그 실제 밝기를 알 수 있어요. 그것이 얼마나 어둡게 보이는지 비교하면 거리를 알 수 있답니다.

초신성은 수십억 광년 떨어진 곳에서도 발견할 수 있어요. 참 다행이죠. 그것 덕분에 우주가 점점 더 빠르게 팽창하고 있다는 사실을 알아냈거든요. 천문학자들은 여러 거리의 초신성을 측정했고, 더 먼 초신성들이 예상보다 어둡다는 것을 알아차렸어요. 그것은 초신성 자체가 희미해서가 아니라, 우리와 그들 사이의 공간이 예상보다 더 많이 늘어났기 때문이었죠. 우주는 그냥 팽창하는 것이 아니에요. 점점 속도를 내고 있어요.

가장 먼 천체들, 즉 관측 가능한 우주의 가장자리 가까이에 있는 은하들은 적색편이로 거리를 재요. 우주가 팽창하면서 그 안을 지나가는 빛도 함께 늘어나고, 빛은 스펙트럼의 붉은 쪽으로 옮겨 가요. 적색편이가 클수록 은하는 더 멀리 있고, 그 빛은 더 오랫동안 여행해 온 거예요. 누군가 고무줄 한쪽 끝을 잡고 당신에게서 멀어져 가는 동안 고무줄이 늘어나는 것을 보는 것과 비슷해요. 더 빨리 멀어질수록 고무줄은 더 많이 늘어나죠.

그래서 인간은 사다리처럼 우주의 거리를 재요. 이웃 천체에는 레이더, 가까운 별에는 시차, 가까운 은하에는 세페이드 변광성, 깊은 우주에는 초신성, 모든 것의 가장자리에는 적색편이를 쓰죠. 사다리의 각 단은 조금씩 더 멀리 닿고, 모두 합치면 우리의 작은 푸른 점에서 우주의 지도를 그릴 수 있게 해 줍니다. 손가락으로 수를 세기 시작한 종족치고는 꽤 대단하지 않나요?