지구, 달, 태양, 항성, 은하계, 외부 은하 등 무수한 천체를 포함하는 전체 공간. 물리학적으로는 과거, 현재, 미래에 걸쳐, 물질 및 빛, 열, 전파 등의 모든 방사가 존재하는 무한한 공간을 말한다. 현재 관측 가능한 우주의 범위는 발견된 가장 먼 외부 은하까지의 거리로 쳐서 100억 광년 정도이다. 그러나 관측 기기와 기술의 진보에 따라 그 범위는 더욱 넓어질 것이다.

‘우주란 무엇인가’에 대한 물음은 태고 이래로 끊임없이 되풀이되었다. 그러나 태고 시대의 신화적 우주관을 별도로 친다면 현재까지 이어져 내려온 우주관은 기원전 6세기부터 기원전 5세기에 걸쳐 그리스 시대에 시작된 행성 우주, 18세기 말부터의 항성 우주, 20세기 이래의 성운 우주의 3단계로 나눌 수 있다. 이와 같은 우주관의 단계적 발전 은 결국 어떠한 방법으로 거리를 측정하여 천체가 차지하는 공간을 얼마나 넓히느냐에 달려 있으며, 따라서 우주관과 과학 기술의 진보를 따로 떼어 생각할 수는 없다. 예컨대 지구가 둥글다는 것을 생각하거나 관측할 수 없었던 고대인들은, 지구는 편평하다고 믿을 수밖에 없었을 것이다.

현재 지구는 태양계라고 하는 행성 우주에 속해 있고, 그 태양계는 우리 은하계라고 하는 일단의 항성 우주에 속해 있으며, 또 그 은하계의 바깥쪽으로는 은하계와 비슷한 수많은 외부 은하가 존재한다는 것이 알려져 있다. 우리가 사는 지구는 태양을 중심으로 공전하는 9개의 행성 중의 하나로, 태양으로부터 셋째 번 궤도를 돌고 있다. 태양계 의 크기는 9째 번 행성인 명왕성까지로 보고 있다. 태양 은 항성의 하나로 특별히 크지도 작지도 않은 평범한 항성 에 지나지 않는다. 태양을 포함하는 약 1,000억 개의 항성 이 큰 집단을 이루어 우리 은하계(항성 우주)를 구성하고 있다. 이러한 집단을 특히 소우주라고 하는데, 안드로메다 대성운과 같은 외부 은하도 은하계와 맞먹는 항성의 큰 집단으로, 대우주의 공간에 흩어져 있는 소우주의 하나다. 이와 같은 소우주는 대우주(성운 우주)의 공간 안에 대소 의 집단을 이루어 불균일하게 분포되어 있다. 관측이 미치지 못하는 범위의 것도 이와 마찬가지일 것으로 짐작된다.

우주 행성 우주란 곧 태양계를 말한다. 행성 우주에 대해서는 2세기경에 프톨레마이오스가 지구를 중심으로 한 행성 우주를 주장하였다. 이것은 그 당시의 천동설을 체계적으로 정리한 것으로, 이를 ‘프톨레마이오스 체계’라 한다. 또 16세기경에 코페르니쿠스는 태양을 중심으로 지구가 회전한다는 행성 우주를 주장하였는데, 이를 ‘지동설 ’이라 한다. 그러나 코페르니쿠스의 지동설이 확인되고, 행성 우주에 대하여 각 행성의 궤도의 크기나 실제적인 모양이 알려진 것은 17세기 초에 케플러가 ‘행성 운행의 법칙’을 발견한 뒤부터이다.

우주 항성 우주는 곧 은하계를 말한다. 이는 1718년에 영국 의 핼리가 항성의 고유 운동(천구상에 있는 항성의 위치 변화)을 발견함으로써 비롯되었다. 곧 항성은 행성 우주 (태양계)의 바깥쪽에 있는 천구에 고정된 것이 아니며, 아득히 먼 곳에 있을 뿐, 태양과 마찬가지인 천체라고 볼 수 있다는 것이다. 그리하여 18세기 말부터 19세기 초에 걸쳐 항성 우주에 대한 본격적인 연구가 시작되었는데, 그 대표적인 사람이 영국의 천문학자 허셜이다. 그가 생각한 항성 우주(은하계)는 두께 약 1,300 광년, 지름 약 6,400 광년의 은하 방향으로 편평한 볼록 렌즈 모양이며, 태양계 는 그 중심으로부터 약간 변두리 쪽에 치우쳐 있다는 것이다.

‘우주는 외부 은하가 존재하는 모든 공간이다.’라는 이론을 확립한 사람은 미국의 천문학자인 허블이다. 그는 성운에는 오리온 성운과 같은 가스상 성운(은하계 내의 성운)과 은하계와 같은 대항성계(외부 은하)의 두 종류가 있음을 명백히 한 다음, 성운 우주에 관한 많은 이론을 발표하였다.

은하계는 그 근처의 대마젤란운과 소마젤란운의 2개의 외부 은하와 함께 3중 성운을 형성하고 있으며, 이는 또다시 안드로메다 대성운 등 약 30여 개의 외부 성운을 포함하여 국부 성운군을 형성하고 있다. 이와 같이 외부 은하의 분포는 각각 개별적으로 산재하기보다는 집단을 이루는 경향이 강하다. 외부 은하(성운)의 운동에 대해서 미국의 천문학자 허블은 1929년에 ‘어느 방향에 있는 성운도 그 거리에 비례하는 속도로 멀어져 가고 있다.’는 사실을 발견하였다. 이 현상은 곧 우주가 팽창하고 있다는 사실을 보여 주는 것으로, 은하들의 스펙트럼 사진에 의해서도 증명되었다. 그 까닭은 지금으로부터 약 200억 년 전 한 점에서 일어난 큰 폭발로 비롯된 것이라고 한다. 다만 장차 어느 시기에 이르러서는 팽창 속도가 0이 되고, 그 후는 우주가 수축을 하게 된다고 한다. 그러나 현재까지 관측된 자료에 따르면 우주의 팽창은 영원히 계속될 것으로 보이는데, 어느 누구도 우주 팽창의 앞날에 관해서는 여전히 아무런 결론을 내리지 못하고 있다.