만약 여러분들이 블랙홀로 뛰어들게 되면, 그 중심에서 특이점 또는 무한히 작고 밀도가 아주 높은 지점을 발견하게 될 겁니다.
그리고 이러한 것들은 지금까지 물리학자들이 늘 생각해왔던 것들이기도 하죠.
하지만 사실 이런한 것들은 우리가 아는 것과 완전히 다른 것일 수도 있습니다.
몇몇 과학자들은 일부 블랙홀이 우리가 생각하고 있는 그러한 블랙홀이 아닐 수도 있다고 제안합니다.
즉, 우주의 블랙홀 중 일부는 어두운 에너지로 가득차 있는 기묘한 물체라는 것이죠.
그리고 이 물체는 그 어두운 에너지를 우주의 경계를 향해 끊임없이 팽창시키고 있다고 합니다.
마노아 하와이 대학교의 천체 물리학자인 케빈 크로커(Kevin Croker) 박사는, "우리가 블랙홀이라고 생각한 것이 실제로는 특이점이 없는 물체라면, 우리 우주의 가속화된 팽창은 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 당연한 결과하고 할 수 있습니다." 라고 말합니다.
크로커와 그의 동료들은 이러한 아이디어를 8월 29일 온라인 천체 물리학 저널에 발표했는데요.
만약 이들의 생각이 맞다면, 블랙홀의 중심에 있는 특이점은 모든 것을 무너뜨리는 기묘한 에너지로 대체될 수 있으며, 이는 우리가 물체에 대해 생각하는 방식을 완전히 변화시킬 수도 있습니다.
사실 이들이 처음부터 블랙홀 안에 무엇이 있는지 밝혀내려고 했었던 것은 아닙니다.
원래 연구팀은 프리드만 방정식에 대해서 연구를 진행하고 있었죠.
이 프리드만 방정식은 간단히 말해 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 단순화 시킨 것인데요.
물리학자들은 우주의 팽창을 설명하기 위해 이 프리드만의 방정식을 자주 사용해 왔습니다.
프리드만 방정식을 연구하던 연구팀은 프리드만 방정식을 제대로 이해하기 위해서는 중성자 별이나 블랙홀과 같은 초 고밀도의 영역도 다른 모든 공간과 동일하게 수학적 방식으로 처리해야한다는 것을 깨닫게 되었죠.
그리고 연구팀은 이러한 생각을 바탕으로 새로운 프리드만 방정식을 만들어낼 수 있었습니다.
지금까지 천문학자들은 블랙홀처럼 초 고밀도로 고립된 지역의 내부 세부사항들은 그냥 무시하는게 합리적이라고 믿고 있었죠.
연구팀은 새롭게 고안된 방정식을 이용해, 우주의 가속 팽창에 필요한 모든 암흑 에너지가 이 새로운 개념의 블랙홀안에 담길 수 있다는 것을 수학적으로 검증할 수 있었고, 이를 "GEODE(Generic Objects of Dark Energy)"라고 이름 붙였습니다.
그리고 이들이 새롭게 구성한 프리드만 방정식에 의하면, 이러한 초 고밀도 물체(GEODE)는 소비할 수 있는 가까운 물질이 없어도 우주의 팽창에 따라 질량이 증가한다는 것을 보여줬습니다.
또한 암흑 에너지도 마찬가지로 우주의 팽창에 따라 질량이 증가한다는 것을 확인할 수 있었죠.
연구팀이 일부 블랙홀의 내부가 암흑 에너지로 가득차 있을 것으로 생각하고 있는 두 번째 이유이기도 합니다.
그리고 이 GEODE가 대규모의 블랙홀 합병에 대한 설명도 제공해 줄 수 있다는 것도 밝혀지게 되었는데요.
2016년 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)에서 거대 블랙홀의 합병을 발표했지만, 추정된 블랙홀의 질량은 전혀 예상하지 못한 것이었습니다.
이 때 블랙홀의 질량은 과학자들이 예상했던 질량보다 4배 ~ 8배나 더 높았죠.
이러한 점을 통해 연구팀은, 중력파 관측소가 블랙홀의 충돌을 관측한 것이 아니라 GEODE의 충돌을 관측한 것이 아닐까 생각하고 있습니다.
GEODE는 기존의 블랙홀과는 달리 시간이 지남에 따라 질량이 증가하기 때문이죠.
요약하자면 우리가 기존에 알고 있는 블랙홀 중 일부는 블랙홀이 아니라 암흑 물질 덩어리였다는 얘기인데요.
물론 모든 과학자들이 이러한 결과를 아직 인정하고 있는 것은 아닙니다.
하지만 우리가 당연하게 생각하고 있던 것들에 대한 이러한 의문과 노력에 의해 과학이 더욱 발전하게 되는 것 같습니다.
이와 관련된 추후 연구 소식이 나오면 댓글을 통해 전해드리도록 하겠습니다.
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