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우주의 신비

블랙홀에 관한 모든것 총정리

 

블랙홀이란?

 

블랙홀은 깊은 중력에 의해 강한 빛조차 빠져 나올 수 없어서 검게보이는 천체를 뜻합니다. 특정 영역 너머에서는 빛조차도 블랙홀의 강력한 당김으로부터 벗어날 수 없습니다. 블랙홀은 한번도 관측된 적이 없다가

2019년 4월10일 인류최초로 공개되었습니다. 

 

블랙홀에는 항성, 중간, 초질량, 미니어처의 네 가지 유형이 있습니다. 블랙홀이 형성되는 가장 흔한 방법은

별의 죽음입니다. 별의 수명이 다하면 대부분은 팽창하고 질량을 줄인 다음 식어 백색왜성이 됩니다.

그러나 이 불타는 물체들 중 가장 큰 것, 우리 태양보다 최소 10배에서 20배 무거운 것들은 초밀도 중성자별

또는 소위 항성질량이 블랙홀이 됩니다.

 

 

블랙홀을 직접 관찰하는 것은 어렵지만 실제로는 블랙홀의 강력한 중력으로 빨려 들어가면서 주변 물질들이 가속되는데, 가장 먼저 발견된 블랙홀은 태양계로부터 약 6070광년 떨어진 쌍둥이 별 중

하나인 백조성운 X-1(백조자리 X-1) 입니다.
백조 성운은 질량이 태양의 14.8배이며 블랙홀 반지름은 약 44km입니다.
별의 중력붕괴로 인해 태양 질량의 4배에서 수십 배에 이르는 블랙홀이 다수 발견됐습니다.
훨씬 무거운 블랙홀도 가능하며, 모든 은하 중심에 태양의 수백억 배 질량이 있는 것으로

추정되며, 많은 블랙홀이 관측을 통해 확인되었습니다.

 

 

 

 

블랙홀은 우주에서 가장 빠른 빛도 빠져나갈 수 없을 정도로 강력하며, 어둡고 너무 멀리 떨어져 있어 그동안 직접적인 관측은 없었습니다. 이에 따라 한국과 미국, 유럽, 일본 등 200여명의 연구진으로 구성된 EHT(Event Horizon Telescope) 연구진은 2012년부터 사건의 지평선과 블랙홀의 그림자를 통해 블랙홀을 관측하기 시작했습니다.

아인슈타인의 상대성이론에 따르면 중력이 강한 천체는 빛을 휘게 한다고 합니다.

블랙홀 주변의 빛과 전파가 강한 중력으로 휘어지는데, 이는 우리가 볼 수 없는 블랙홀의 중앙을 비추면서 블랙홀의 윤곽을 드러내게 되는데 이것은 블랙홀의 그림자라고 불립니다.

연구팀은 2017년 4월 5일부터 14일까지 지구에서 빛의 속도로만 도달할 수 있는 거대은하(메르체마) 중심부에서 블랙홀을 관측한 뒤 2019년 4월 10일 인류가 직접 관측한 블랙홀의 모습을 공개했습니다. 블랙홀은 중력에 의해 빛이 굴절돼 형성된 지름 400억㎞의 고리 모양의 구조물 안에 위치해 있으며, 무게는 태양의 65억배, 지름은 약 160억㎞로

관측됐습니다. 이러한 관측은 아인슈타인이 1915년 일반상대론에서 블랙홀의 존재를 최초로 확인했다는

점에서 의미가 큽니다.

 

블랙홀이 외부와 단절된 시공간 영역을 말한다면 블랙홀의 질량을 결정하는 물질이 어디에, 어떻게 존재하는지 궁금할 것인데, 일반상대론에 따르면 이 물질들은 반지름이 0인 블랙홀 중심에 무한 밀도로 존재하는 특이점이어야 하며,

다시 말해 블랙홀은 존재하는 특이점에 의해 구멍과 같은 구부러진 시공간이 만들어지는 상태를 의미한다고 볼 수 있습니다. 다만 양자역학적 효과로 인해 블랙홀의 중심은 수학적 특이점과 다른 상태로 존재할 것으로 예상되지만 양자역학은 아직 제대로 고려되지 않았기 때문에 물리적으로 어떤 상태인지, 시공간에서 어떤 모양을 하고 있는지는 아직 알 수 없습니다.

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