보배드림

블랙홀은 물리학계에서 반드시 풀어야할 난제중에 하나인데,

100년이 걸려도 블랙홀의 비밀을 절대 풀수 없을꺼라는 이야기들이 있어.

인류가 블랙홀의 비밀을 완전하게 풀려면 얼마나 노력을 해야 할까.

전세계 모든과학자들이 하루에 4시간만 자면서 모두 블랙홀 연구를 한다고 해도,

100년, 아니 그 이상 걸려도 풀수 없을지도 모르는 

그런 접근 조차 할 수 없는 영역의 난제라고 할 정도였어.

그런데 이미 풀렸을지도 모르지.

그러면 블랙홀이 어떻게 만들어졌을까?

우리가 물체를 보려면 빛이 물질에 닿아서 반사되어서 되돌아와 우리의 눈에 닿아야,

그 물체를 알수가 있어

하지만 물질이 빛보다 빠르게 직선으로 움직이게 되면 어떻게 될까?

빛이 물질에 닿지 못하면서 물질을 빛이 계속 쫒는 상태가 되겠지.

그게 바로 블랙홀이야. 

블랙홀을 만들려면 점점 가속운동을 하도록 만들고 직선으로 움직이게 하면 되겠지.

언제인가 빛보다 빨라지면 블랙홀이 만들어질테닌깐, 

하지만 속도에 도달하기전에 충돌이 일어나면 블랙홀이 되지 못하는거지.

ESO320-G303 초거대 블랙홀에서 자기풍이 관측되었다는데, 블랙홀을 만든 물질이 자기장을 가졌다면,

그 자기장에 의해서, 주변의 빛이 영향을 받아 자기풍을 형성한거지.

그런데 이렇게 블랙홀을 만든 물질이 직선으로 가다가 다른 블랙홀을 만든 물질이나

다른 물질과 충돌을 하게 되면, 전자기파의 일종인 중력파가 관측되고, 

그 잔해가 또 다른 은하계를 형성하는거야.

우주는 이렇게 확장되어가고있고, 블랙홀은 새로운 은하계의 잉태를 의미하는거지.

만약에 블랙홀을 만든 물질이 직선으로 가다가 충돌이 일어나서,

빛이 반사되어 다시 돌아오면 화이트홀이 생기게 되겠지.

정리하자면 블랙홀은 물질이 직선으로 빛보다 빠르게 움직이면서 빛이 닿지 못해서 

생기는 특이점이고, 블랙홀을 만든 물질 앞에서 오는 빛은 블랙홀을 만든 물질이 막고 있는 상태라는거야.

그러면 블랙홀은 크게 2가지로 나눌수있는데,

첫번째 형태로는 블랙홀중에 태양의 흑점이 있어,

태양 내부로 빛보다 빠르게 물질이 움직이면서 빛이 따라가지 못해 생기는 흑점인데,

그 물질이 내부와의 충돌을 하게 되면 흑점 폭발이 일어나면서 엄청난 양의 에너지가 방출되지.

그리고 나서 직선에서 오는 빛을 막고있던 물질이 사라지게 되면서,

흑점이 사라지게 되는거야.

흑점이 유지되는 시간, 크기, 태양과 내부의 거리, 관측 되는 에너지로

물질이 얼마나 빠른 속도로 움직였는지 알수있어.

 

블랙홀의 최종 파섹 문제도 마찬가지야.

 

'최종 파섹' 문제는 두 블랙홀이 약 1파섹(약 3.26광년) 거리에서 더 이상 가까워지지 못하는 현상을 말하는데,

 

1파섹 거리에서 블랙홀이 이미 만들어져있지만, 사라진거야.

블랙홀이 직선으로 빛보다 빠르게 움직이면서 블랙홀을 형성하고, 

그 물질이 충돌해서, 블랙홀이 사라지는거지.

유럽연구소에 있는 입자가속기로 입자를 가속시켜 입자끼리 충돌 시켜, 

입자중 어떤 물질이 직선으로 빛보다 빠르게 움직여서 

블랙홀이 0.000000001초동안 만들어졌다가.

그 물질이 충돌하게 되고 빛을 막던 물질이 사라지면서 블랙홀이 사라지는거야.

 

이게 제 1형 우리가 아는 블랙홀이야.

두번째 형태로는 블루홀인데,

첫번째는 물질이 빛보다 빠르게 직선으로 움직이면서 빛이 따라가지 못해서 생기는 특이점이라면,

두번째는 빛이 매질에 의해서 에너지를 잃어버려 되돌아오지 못하는거야.

얕은 바다는 빛이 들어갔다가 바닥에 닿아 되돌오면서 바닥을 비추지만,

깊은 심해에 빛이 들어가다가 에너지를 잃어버려 되돌아 오지 못해 어두워지는거야.

블랙홀은 이렇게 2가지의 형태로 나눌수있지.

그러면 블랙홀 내부에 대해서 알아볼껀데,

블랙홀 내부의 A부분은 블랙홀이 만들어진 지점인데,

물질이 빛의 속도보다 빨라졌던 지점이지.

블랙홀을 만든 물질 C가 직선으로 움직이면서 앞에 오는 빛을 흡수하고 막고있는데,

이 물질이 중력을 가지고 있거나, 자기장을 가지고 있다면, 

중력과 자기장의 영향을 받아, 빛이 제트 기류를 형성해서 블랙홀 주변의 빛이 나게 만드는거야.

그래서 블랙홀 주변의 빛이 제트기류를 형성하고 중력과 자기장에 영향을 받는 경우가 있는거지.

현대 과학계에서의 설명처럼, 블랙홀이 빛까지 끌어당긴다고 하면, 블랙홀 주변의 제트 기류의 빛이 형성될수없어,

그리고 심화로 가면 B와 C의 공간이 생기는데,

B는 블랙홀을 만든 물질을 직선으로 쫒는 빛이 있는 공간이야.

C는 블랙홀을 만든 물질이 빠르게 움직이면서,  그 안에 일시적으로 무의 공간이 발생하는데,

옆에서 오는 빛이 그 공간에 들어오는데 걸리는 시간이 0.0001초라면, 0.00001초만큼 무의 공간이 만들어지는거지.

왜냐면 물질이 그 빛을 흡수했으닌깐,

그러면 블랙홀을 옆에서 보면 어떻게 될까?

A가 블랙홀이 관측된 지점이고, B가 물질이 직선으로 계속 이동하고있는 상태야. 

말 그대로 직선으로 블랙홀이 움직이고 있다는거지.

C에서 옆면을 관측하면 블랙홀을 볼수가 없다는 말이야.

왜냐면 빛을 막는 물질이 없으닌깐, 관측자 C의 입장에서 앞에서 오는 빛을 관측할수있게 되기 때문이지.

좀 더 심화적으로 이야기하면, 우주에서 물질은 직선으로 운동을 하거나 원으로 공전 운동을 하고 있어.

HD20782B는 혜성인데, 궤도가 타원형이야.

 

이것을 과학계에서는 설명할수 없었어,

그래서 이렇게 혜성 궤도의 거대한 행성이나 블랙홀의 중력의 영향을 받아서, 궤도가 변경한다는 설명이였지.

그러면 혜성 중앙에 보라색 점을 찍는거야.

 

그리고 왼쪽으로 보라색선을 긋고, 밑으로 노란색선을 긋는데,

이 두 거리가 같다는거지.

시각적 착시에 의해서 타원형으로 보인다는거야.

 

이렇게 타원형 궤도의 중심에 선을 연장해서, 쭉 늘려둔 상태에서,

축을 기준으로 관측자의 방향으로 돌리는거야.

그러면 이 혜성은 완전한 원의 형태의 궤도로 움직이고 있었다는거야.

관측자의 위치에 따라서, 궤도가 시각적 착시를 불러 일으킨거지.

그러면 최근 초대형 M87 블랙홀에 대해서 알아볼까.

초대질량 M87 블랙홀을 만든 물질이 자전을 하면서, 빛에도 영향을 주는데,

블랙홀을 만든 물질이 중력과 자기장을 가졌다면, 앞에서 온 빛 역시 영향을 받겠지.

작은 점 안에 엄청난 중력에 의해서 빛까지 끌어당겼다면 이 블랙홀 주변의 빛이 없어야 돼.

하지만 블랙홀 주변에는 빛이 있고, 

그 빛이 블랙홀을 만든 물질의 자기장과 중력에 영향을 받았다는것을 알수있는거지.

그러면 이런 블랙홀과 유사한게 무엇이 있을까?

바로 일식이야.

일식은 태양과 지구, 그리고 달이 같은 위치에 있으면서, 태양에서 오는 빛을 달이 가리면서 생기는 현상인데,

달이 가지고 있는 중력과 자기장에 의해서 태양에서 오는 빛이 영향을 받아서, 지구로 온다는 사실을 알수있어.

블랙홀과 완전히 동일하다는거지.

블랙홀을 만든 물질이 직선으로 이동하면서, 앞에서 오는 빛을 가리고있는데,

달도 태양에서 오는 빛을 가리면서, 일시적으로 블랙홀을 형성한거지.

그러면 달이 블랙홀이 되면서 제3의 유형의 블랙홀이 만들어진건데,

제 1형은 직선으로 빛보다 빠르게 움직이면서 생기는 블랙홀,

제 2형은 매질에 의해서 빛이 소멸되어 되돌아오지 못해 생기는 블랙홀,

제 3형은 공전주기가 겹쳐지면서, 행성이나 물질이 빛을 일시적으로 가리면서 생기는 블랙홀,

달도 특정 시간의 영역에서 지구에서 관측되는 블랙홀이 되는거야

제1형 블랙홀은 새로운 은하계의 잉태를 의미하고, 

블랙홀을 만든 물질이 직선으로 가다가 다른 물질 간의 충돌을 통해

   

새로운 은하계를 만드는거야. 우주는 이렇게 확장되고있어.