blackhole : 블랙홀 그 미지의 세계

우리의 미지의 세계인 블랙홀에 대해서 많은 궁금증이 있습니다. 몇년전 (2014년)에 개봉한 영화 인터스텔라를 통해서

화이트홀 및 우주의 천문학, 천체학, 물리학에 주목을 받은 적이 있었습니다. 

그렇다면 우리가 그토록 궁금한 하는 미지의 세계인 우주에서 블랙홀은 어떤 것이며 어떻게 탄생했을까 알아봅니다. 

 

1. 블랙홀이란 대체 무엇인가요? (What on earth is the blackhole?)

- 블랙홀에는 중력이 아주 강하기 때문에 작은 빛 조차도 외부로 절대 탈출 할 수 없습니다. 블랙홀에서 탈출을 하기
  위한 필요 속도가 빛의 속도를 초과해야 합니다.
  블랙홀내부에서는 어떠한 물질조차 빠져 나가지 못하게 되어 있고, 물질과 방사선 에너지는 서로 두개로 분리가 되어
  지지만 이 것들 역시 블랙혹에서는 외부로 탈출하는 것은 불가능합니다.

blackhole : 블랙홀 그 미지의 세계

 

 

2. 블랙홀은 어떻게 발견 되었나요? (How was the blackhole founded?)

- 블랙홀은 태양의 무게에 약 3.5배에서 수십배를 능가하는 항성들의 질량인 블랙홀은 은하계에 아주 많이 있습니다. 
  10만 여개에서 수 천억개의 태양의 무게에 버금가는 블랙홀에는 우리가 살고 있는 은하의 중심에서 종종 발견되기도
  합니다. 
  천체물리학자 및 천문학자들은 태양의 질량은 약 100개 ~ 10,000개 이상이 질량 블랙홀이라고 하는 등급을 아주 
  많이 조사해왔습니다. (과연 블랙홀은 어떤 모습을 갖추기 있기에 접근조차 못하게 되는 것일까요?)

  태양의 질량이 20개 이상인 별이 핵 에너지를 전부 다 소진하고 그 자체의 질량으로 붕괴하게 되면 질량을 가진 블랙
  홀이 생성되어 집니다. 
  태양의 붕괴가 되면 별의 외측에 존재하는 계층을 소멸시키는 초신성의 폭발을 초래할 수도 있습니다. 
  
  붕괴된 핵이 태양 질량의 3배 이상을 포함하고 알려진 힘은 블랙홀의 붕괴를 막을 수 없습니다. 엄청난 질량을 가진
  블랙홀의 기원은 잘 알려져 있지 않습니다, 그러나 은하계의 생애에서 초기부터 존재한다는 것을 알고 있습니다.
  블랙홀은 일단 생성되고 나면 이웃한 별과 다른 블랙홀에서 제거 된 가스를 포함하여 그 안에 떨어지는 축적하여
  성장할 수 있습니다. 2019년 8개의 지상의 전파 망원경을 하나의 지구 크기의 접시로 네트워크화 한 국제 협력인 이벤트 수평 망원경을 사용 하는 천문학자들이 처음으로 블랙홀 영상을 캡쳐했습니다. 그 물체는 뜨겁고 빛이나는 물질의 궤도를 돌아다니는 디스크 에 윤곽을 그리는 어두운 원으로 나타냅니다. 엄청나게 큰 질량의 블랙홀은 약 5000만 광년거(Light year)의 거리에 있는 M87이라는 은하계의 중앙에 있으며 무게는 태양의 질량이 약 60억개가 넘습니다. 그 이벤트 지평선은 현재까지 우리 태양계의 많은 부분을 행성 너무까지 포함합니다. 블랙홀에서 다른 중요하게 발견된 점은 과학자들이 앨버트 아인슈타인의 상대성 이론에 의해 1세기 전에 예측 된 중력파, 시공간 구조의 물결이 처음으로 감지되었을 때 발견되었습니다. 리고는 GW1509914라는 사건에서 파동을 감지했습니다. 두 개의 궤도를 도는 블랙홀이 서로 나선형을 이루고 13억년 전에 결합되었습습니다. 이것은 흥미 진진한 새로운 방법으로써, 천문학자들은 수십년 동안 방출되는 다양한 형태의 빛을 통해 블랙홀을 연구해 왔습니다. 빛이 블랙홀의 이벤트 지평선을 벗어날 수는 없지만, 그 주변의 엄청난 조력은 주변 물질을 수백만 도까지 가 열되고 전파와 X-ray를 방출합니다. 이벤트 지평선에 더 가깝게 뒈도를 돌고 있는 일부 물질은 외부로 던져져서 전파, X-ray 및 감마선을 방출하는 빛의 속도 근처에서 움직이는 입자 Z를 형성합니다. 엄청나게 큰 질량 블랙홀의 Z는 수십만 광년을 우주로 확장 할 수 있습니다. 나사는 허블, 칸드라, 스위프트, 누스타, 나이처 우주 망원경 및 기타 임무는 지속적으로 블랙홀과 그 환경을 측정하여 이런 퍼즐의 물체와 은하의 발전에서 그 역할에 대해서 아주 많이 배울 수 있게 됩니다. 망원경의 데이터를 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션 및 가상현실과 결함하여 새로운 시각화를 통해 은하수의 중심의 초대형 블 랙홀 주변에서 약 500년 동안의 우주의 진화를 경험할 수 있습니다.

 

blackhole : 블랙홀 그 미지의 세계

 

 

3. 블랙홀의 중력장은 어떤 것인가?

- 블랙홀은 항성이 진화하는 마지막 단계에서 폭발 후 수준되면서 만들어 진것으로써, 강한 중력과 밀도로 전자기 복사, 입자, 빛을 포함한 그 어떤한 물질도 밖으로 빠져나올 수 없는 시간과 공간이 합쳐진 영역이라고 합니다. 중력장이 아주 강력하기에 빛이 빠져나올 수 없는 천체의 의미는 18세기 존 미첼과 피에르시몽이 처음 고안했습니다. 블랙홀은 질량은 있으나 전하나 각운동량을 가지지 않습니다. 오늘은 블랙홀의 정의, 생성, 중력장에 대해서 알아보았습니다.

 

blackhole : 블랙홀 그 미지의 세계

 

마무리

- 블랙홀에 대한 포스팅을 마치겠습니다.