아주 강한 중력에 의해 시공간을 왜곡하는 블랙홀은 '빛조차도 탈출 불가능'인 것으로 알려진 우주 파괴의 상징이라고도 할 수 있는 존재입니다. 그런 블랙홀이 '우주 최고의 공포'라고 불리는 3가지 이유에 대해 미국천문학회 부회장을 역임한 경력을 가진 애리조나대학 천문학부 크리스 인피 명예교수가 설명합니다.
The scariest things in the universe are black holes – and here are 3 reasons
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The scariest things in the universe are black holes – and here are 3 reasons
The scariest beast in the universe has an insatiable appetite and shreds its victims.
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2020년도 노벨물리학상은 아인슈타인의 일반상대성 이론을 통해 블랙홀의 형성을 증명했던 로저 펜로즈 씨와 태양의 약 400만 배 질량인 초거대 블랙홀의 존재를 밝혔던 라인하르트 겐첼 씨와 앤드리아 게즈 씨에게 수여되었는데, 이처럼 블랙홀에 관한 연구는 주목도가 높은 것이라고 할 수 있습니다. 일반적으로 '빛조차도 삼켜 버린다'고 알려진 블랙홀에 대해 30년 이상 연구를 계속해 온 인피 명예교수는 "블랙홀은 3가지 이유로 공포스럽다"며 그 이유를 설명했습니다.
◆ 1 : 블랙홀에 빨려 들어가면 뿔뿔이 흩어져 죽는다
블랙홀은 빛조차도 탈출할 수 없는 모든 물체의 무덤입니다. 인피 명예교수에 따르면, 만약 블랙홀에 빨려 들어갔다면 강렬한 중력에 의해 뿔뿔이 흩어지게 되어 뼈 · 근육 · 세포는 커녕 몸의 분자까지도 해체되는 '스파게티화' 현상이 발생할 것으로 추정된다는 것. 스파게티화는 세계적으로 저명한 물리학자였던 스티븐 호킹 박사가 저작한 '스티븐 호킹, 우주를 말하다'에서 소개되어 일반적인 인지도가 높아진 개념으로, 2020년 10월 실제로 블랙홀이 별을 스파게티화해 삼키는 순간이 관측되었습니다.
◆ 2 : 고에너지의 방사선을 내뿜는다
지난 30년간 허블우주망원경을 통한 관측 결과, 거의 모든 은하의 중심에 블랙홀이 존재하고 있는 것으로 나타났습니다. 최근의 연구에서는 은하에서 가장 밝은 존재인 퀘이사가 은하의 중심에 위치한 블랙홀이며, 엔진처럼 빛을 발하고 있다고 추정되고 있다고 합니다.
인피 명예교수에 따르면, 블랙홀은 중력에 의해 근처의 별과 가스를 끌어당길 때 발생하는 대량의 방사선이 퀘이사 밝기의 정체라고 합니다. 이 밝기 대해 인피 명예교수는 "도시의 집 · 자동차 · 거리에 있는 광원에서 발산되는 빛을 은하에 존재하는 별에서 발산되는 빛이라고 생각한다면, 퀘이사에서 방출되는 빛은 도시 전체가 발산하는 빛의 수백 배, 수천 배 밝기에 해당합니다"라고 말합니다. 이 빛의 원인이 되는 방사선은 '중력에 이끌려 해체될 위험 외에도 고에너지의 방사선에 노출되어 죽을 가능성도 존재합니다"라고 말합니다.
은하의 중심부에 있는 블랙홀은 은하의 형성과 진화에 중요한 의미가 있다고 생각되고 있으며, 2019년 고에너지의 가스를 분사하여 별을 형성하는 데 기여했다고 추정되는 블랙홀의 존재가 확인되었습니다.
◆ 3 : 영원히 갇힐 가능성
지금까지 발견된 가장 큰 질량을 가진 블랙홀은 거대한 은하 'Holm 15A'의 중심에 위치하고 있으며, 태양의 400억 배의 질량에 더해, 바깥 가장자리는 빛의 절반 속도로 움직이고 있는 것으로 추정되고 있습니다. 인피 명예교수에 따르면, 이 같은 큰 질량의 블랙홀은 일반 블랙홀에 비해 중력이 강한 반면, 당기는 힘이 약하기 때문에 빨려 들어가도 살아남을 가능성이 있다고 것. 살아남아도 강력한 중력 탓에 스스로 탈출할 수 없고, 음파와 전파로 도움도 구할 수 없는 상태에 빠진다고 합니다.
인피 명예교수는 호킹 박사가 주창한, 블랙홀이 입자를 방출하여 최종적으로 소멸한다는 이론인 '호킹 복사'를 인용하며 "가장 거대한 블랙홀이 소멸될 때까지 걸리는 시간은 최소한 10^100년 걸릴 것"이라고 말하며 우주에 존재하는 모든 별이 죽은 후에도 블랙홀은 계속 존재할 것이라고 말합니다.
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