놀랍고 무시무시한 블랙홀의 10가지 비밀

블랙홀은 1783년 존 미첼에 의해 처음 이론화되었습니다.

현대의 이론은 1915년에 "카를 슈바르츠실트"가 "아인슈타인"의 방성식을 새로운 방식으로 접근하게 되면서 시작되었으며, 그 존재를 실제로 확인한 것은 1971년의 일입니다.

이후 이 미스터리한 영역에 대해 연구자들은 뜨거운 관심을 기울여왔습니다.

이번시간에는 지금까지의 연구를 통해 추측되고 있는 블랙홀의 관련한 10가지 이론을 살펴보록 하겠습니다.

10. 블랙홀은 3가지가 존재한다.

첫 번째 유형은 항성 질량 블랙홀이며 3가지 중 가장 작은 블랙홀입니다.

태양보다 큰 별이 붕괴를 계속하게 되어 형성되며, 작지만 놀라울 정도로 밀도가 높습니다.

비유하자면 태양의 3배의 질량을 가진 항성이 도시의 크기로 압축되는 것과 같다고 할 수 있습니다.

우리가 사는 은하에는 수 억개의 항성 질량 블랙홀이 존재할 것으로 생각되고 있습니다.

두 번째는 가장 큰 블랙홀인 초대 질량 블랙홀입니다.

그 형성 메키니즘은 성단의 항성들이 연쇄적으로 붕괴를 일으키게되어 형성되는 것으로 생각되고 있습니다.

반지름이 태양과 거의 같음에도 불구하고 질량은 수십억 배나 큽니다.

은하수와 같은 은하의 중심에 존재할 가능성이 있습니다.

마지막으로는 중간 질량 블랙홀이 있으며, 말 그대로 중간 3가지중 중간 질량을 가진 블랙홀입니다.

마찬가지로, 성단의 항성이 연쇄적인 붕괴를 일으키게되어 형성되는 것으로 생각되고 있습니다.

2014년이 되서야 그 존재가 확인되었습니다.

9. 그 모습은?

블랙홀을 실제로 관측할 수는 없습니다.

엄청난 중력때문에 빛조차도 사건 지평선이라는 경계를 벗어날 수 없기 때문입니다.

그러나 블랙홀을 둘러싸고 있는 가스의 가열된 빛을 통해 확인할 수 있습니다.

만약 블랙홀을 볼 수 있는 망원경을 통해 들여다보면 중앙에 검은 구멍이 있는 회전 원반 같은 것이 보일 것입니다.

8. 블랙홀의 충돌

2015년 9월 14일, 레이저 간섭 중력파 관측소(LIGO)의 검출기가 우주에서 작은 처프(Chirp) 신호를 감지했습니다.

그 신호의 정체는 13억 년 전에 10억 광년 떨어진 곳에서 발생한 2개의 발랙홀의 충돌때문이었습니다.

이 두 블랙홀의 질량은 태양의 29배와 36배였습니다.

충돌 직전 두 블랙홀은 서로 선회했으며, 결국 충돌하여 태양의 62배의 질량을 가진 단일 블랙홀로 탄생하게 되었습니다.

충돌할 때 질량의 일부는 에너지로 변화되어 중력파로 방출되었습니다.

중력파는 아인슈타인이 이론화 한 것으로, 시공에 간섭하면서 중력의 파장을 일으키게 됩니다.

문제는 중력파를 검출할 수 있는 방법이 없어서 그것이 정말로 존재하는지 확인하지 못했었던 것입니다.

이러한 발견은 커다란 과학적 돌파구라는 평을 받고 있으며, 스티븐 호킹 등은 우주의 인식을 바꿀 수 있는 중요한 과학적 발견이라고 평가했습니다.

7. 주위의 시간은 천천히 흐른다.

영화 "인터 스텔라"를 보신 분들은, 블랙홀에 가까워지게되면 어떻게 될지 잘 알고 계실거라 생각됩니다.

아마도 시간의 흐름이 느려질 것으로 생각되고 있습니다.

하지만 시간의 왜곡은 우리가 생각하는 것 만큼 극단적이지는 않다고 합니다.

시간 왜곡은 중력과 관련되어 있습니다.

중력이 강해지면 시간도 느려지게 되며, 사건의 지평선을 넘어가게 되면 시간이 멈춘다고 생각하면 될 것 같습니다.

6.중앙에는 무엇이 있을까?

블랙홀 한가운데에는 특이점이라 불리는 시공의 굴곡이 존재할 것이라 생각되고 있습니다.

특이점에 접근하게되면 물질의 대부분이 붕괴되고 매우 작지만 밀도가 높은 공간에 갇히게 됩니다.

사실 특이점에서의 물질은 차원이 존재하지 않을 정도까지 으스러지게 됩니다.

또한 특이점은 물질을 계속 빨아들여 무한하게 성장할 수 있습니다.

그러나 블랙홀의 내부를 실제 관찰할 수는 없기 때문에 어디까지나 이론상의 이야기이며, 그 존재를 의심하는 물리학자들도 있습니다.

5. 가장 가까운 블랙홀

감지가 어렵기 때문에 가장 가까운 블랙홀의 위치를 정확하게 파악할 수는 없습니다.

원래 가장 가까운 블랙홀은 우리 은하의 중심에 있을거라 생각되어 왔습니다.

그러나 현재는 약 3,000광년 떨어진 외뿔소 자리의 V616 Mon(A0620-00)이 가장 가까운 블랙홀일 것이라 생각되고 있습니다.

4. 에너지

예전에는, 사건 지평선을 넘어가면 탈출이 불가능하기 때문에 블랙홀은 에너지를 흡수만하는 것으로 간주되었습니다.

그러나 1970년대 스티븐 호킹은 블랙홀이 사건 지평선 주위에서 에너지를 방출하는 것을 증명했습니다.

이것을 호킹 복사라고 부르며 진공상태에서 양자 요동에 의해 발생됩니다.

3. 인공적으로 만들 수 있을까?

불론 블랙홀은 위험하기 때문에 지구상에서 이것을 만들고 싶어하는 사람은 없을 것입니다.

하지만 이론적으로 무해한 작은 불랙홀은 만들 수 있을지도 모릅니다.

2014년 호킹 복사를 이용하여 과학자들이 블랙홀을 재현할 뻔한 적이 있었습니다.

그러나 현재까지 블랙홀 생성에 성공한 사례는 없습니다.

2. 오랜 시간에 걸쳐 증발

호킹 복사의 재미있는 점은 이것이 블랙홀을 증발시킨다는 것입니다.

양자 역학에 의하면 항상 가상 입자가 생성되고 소멸한다고 합니다.

이것이 생성되면 입자와 반입자가 결합되고 다시 사라지게 됩니다.

그러나 사건 지평선 부근에서 두 개의 입자가 생성되면 한쪽은 블랙홀로 떨어지고 다른 한쪽은 우주로 방출됩니다.

우주로 방출되는 입자들은 오랜 시간 동안에 걸쳐 블랙홀을 약화시킵니다.

즉, 알려져 있는 우주의 모든 것들과 마찬가지로 블랙홀도 죽게되는 것입니다.

1. 블랙홀에 빠지면 어떻게 될까?

만약 지구만한 크기를 가진 블랙홀속으로 사림이 뛰어들게 되면 어떻게 될까?

당신의 몸은 눌러 짜여진 치약처럼 되어 버릴 것입니다.

영국의 우주 물리학자인 마틴리스의 말에 따르면, "스파게티 화" 것이라고 합니다.

결국 원자보다도 작은 입자가 되어 블랙홀 안으로 빨려들어가게 됩니다.

다행인 것은, 그곳에 빠진 사람은 무슨 일이 일너났는지도 모른채 사라져버리게 됩니다.

그러나 태양계 정도로 거대한 블랙홀 안으로 뛰어든 경우에는 몸이 그대로의 모습을 유지할지도 모릅니다.

만약 블랙홀 속에서 살아남을 수 있다면, 시공의 굴곡도 볼 수 있으며, 블랙홀로 빨려들어가는 모든 과정을 직접 볼 수 있게 될 겁니다.

즉, 빅뱅에서부터 시간의 끝까지 우주의 모든 역사를 동시에 볼 수 있게 될 것입니다.