4월 10일 천문학에서 항상 미스터리 존재이지만 구체적으로 본 적 없는 블랙홀의 그림자를 관측하는 데 성공했습니다.
존재한다는 것을 인지했지만 한 번도 본적 없어 상상 속으로만 그려왔던 블랙홀이기에 위대한 발견이
아닐 수가 없습니다.
인터스텔라에서 만든 가상의 블랙홀과 매우 흡사함을 보여줌으로써 놀란 감독의 엄청난 연구가 있었음을
알 수가 있는 대목이었습니다.
매우 강력한 중력이 있어 빛조차도 빠져나올 수 없다는 블랙홀에 관해 이야기해보려 합니다.
블랙홀은 엄청난 밀도와 강한 중력으로 인해 그 무엇도 빠져나올 수 없는 시공간 영역입니다.
일반 상대성이론을 통해 밀집된 질량이 시공간을 늘려 블랙홀이 만들어질 수 있음을 예측합니다.
블랙홀의 경계를 우리에게는 익숙한 이름 사건의 지평선이라고 부릅니다.
어떠한 것이 사건의 지평선을 건너갈 경우 그 물질은 엄청난 고통이 가해지겠지만 바깥 관찰자에게는
속도가 느려져 그 경계를 하러 영원히 못 갈 것처럼 보입니다.
이것이 인터스텔라 영화에서 중간에 겪었던 시간차로 3시간밖에 안 흘렀지만, 블랙홀 멀리 있던 동료는
23년이라는 시간이 지났죠. 이것을 특수상대성이론이라고 합니다.
그렇다면 어떻게 블랙홀 촬영에 성공했을까요?
이번에 발견된 블랙홀 M87은 처녀자리 은하단에 존재하는 블랙홀로 지구로부터 5500광년 떨어진 곳에 있습니다.
블랙홀을 관측하기 위해서는 지구 크기의 망원경이 필요합니다.
그래서 전 세계 8개 전파망원경을 연결하여 지구 크기의 가상의 망원경을 만든 것입니다.
이 알고리즘은 MIT 대학원생인 케이티 보우만이 개발한 것으로 이를 이용하여 사건의 지평선 망원경이라는
프로젝트가 진행된 것입니다.
좋은 성능의 망원경일수록 분해능(식별능력)이란 것이 뛰어난데 가상망원경의 분해능은 한라산 정상에서
백두산 정상에 있는 사람의 머리카락 한 올 한 올 구분할 수 있는 정도라고 합니다.
촬영한 데이터가 너무 방대하여 하드디스크를 비행기로 옮겼을 정도라고 합니다.
이 데이터의 분석만 2년의 시간이 걸렸다고 하네요.
블랙홀의 생성과 성장
아직까지 블랙홀이 어떻게 생성되고 성장하는지에 대한 이론은 정립돼있지 않습니다.
우주 자체가 아직 어떻게 형성됬는지 모르기에 당연한 것이 아닐까 생각됩니다.
가장 확률이 높은 이론은 빅뱅이론으로 질량이 작은 은하들이 뭉치고 뭉쳐서 점점 큰 은하로 커지게
된 것이라고 합니다. 빅뱅이론에 따르면 우주, 우리는 작은 점에서 시작한 샘인거죠.
상당한 질량의 블랙홀로 성장하기 전 초기 블랙홀을 씨앗 블랙홀이라고 부르는데 이러한 블랙홀들이
서로 뭉치면서 성장할 수 도 있습니다.
이렇게 블랙홀 두 개가 뭉쳐지면서 나오는 파동을 중력파라고 하는데 아인슈타인이 100년 전에 예측을
하였고 실제로 작년에 발견을 되었습니다.
아인슈타인은 정말 인간인지 의문이 드는 천재였던 것이 한번 더 인정되는 순간이였죠.
중력파는 시공간을 뒤틀릴 정도의 엄청난 파동인 것을 생각하면 블랙홀은 엄청난 크기임을 짐작할 수 있습니다.
블랙홀의 소멸
그렇다면 모든 것을 흡수하는 블랙홀은 소멸이 될까요?
소멸이 될 수 없다고 생각하겠지만 실제로는 생을 마감하고 소멸합니다.
스티븐 호킹 박사의 양자역학을 고려하면 사건의 지평선 근처에서도 흡수된 에너지가 외부로 복사 될 수 가
있음을 이론적으로 성립했기 때문입니다. 이 이론을 호킹 복사라고 합니다.
호킹 복사에 따르면 블랙홀은 지속적으로 에너지가 빠져나감으로써 결국 소멸하게 되지만 블랙홀 자체가
엄청난 에너지의 집합이므로 그 시간은 상당히 오라 걸릴 것이라고 예상됩니다.
블랙홀에 빠지면 어떻게 될까?
이 질문이 처음 말한 건 2012년 도날드 마롤프, 아메드 아메이리등 4명의 과학자가 논쟁했습니다.
이것이 바로 방화벽 파라독스입니다.
아인슈타인의 일반상대성이론에 따르면 블랙홀로 빨려 들어간 사람은 블랙홀의 중심부의 중력에 의해 뭉개지기
전까지는 아무런 고통이 없다고 합니다.
하지만 몇몇 과학자들은 양자역학을 적용하면 사건의 지평선에는 방화벽처럼 뜨거우며 사건의 지평선을 넘으면 바로
타버릴 거라고 예상했습니다.
한편 스티븐 호킹박사는 사건의 지평선은 없을 것이라고 예상합니다.
하지만 이번 사진으로 인해 밝혀진 것은 사건의 지평선은 존재하지만 그것을 통과했을 때 어떠한 일이 발생할 지는
아직 아무도 모릅니다.
'유용한 정보 > 잡동사니' 카테고리의 다른 글
| 파주 킹즈스쿨, 엘리야하우스의 진실은? (0) | 2019.05.15 |
|---|
