블랙홀은 어떻게 생겼을까

우리 은하에도 저 멀리 있는 은하에도 블랙홀이 있다죠.

언급된 내용도 많고 들은 것도 많지만 본 적은 없으니 가끔 어떻게 생겼을까 궁금했어요.

우주 관련된 영화들 보면 블랙홀이 나오는 경우도 많잖아요. 영화 인터스텔라에서도 나왔던 게 기억나네요. 

 

블랙홀은 강한 중력에 의해 빛 조차 빠져 나올 수 없어서 검게 보이는 천체를 뜻하는 거랍니다.

블랙홀은 아인슈타인의 일반상대성이론에 근거를 두고 있답니다.

질량이 존재하면 시공간이 휘게 되고 휜 시공간의 효과가 바로 중력이며, 물질이 극단적인 수축을 일으키면 그 안의 중력은 무한대가 되어 그 속에서는 빛/에너지/물질/입자 그 어느 것도 탈출하지 못한다는 것이 일반상대성이론이라네요.

 

블랙홀의 생성에 대해서는 두 가지 설이 있는데, 첫번째는 태양보다 훨씬 무거운 별이 진화의 마지막 단계에서 강력한 수축으로 생긴다는 설이라고 합니다. 두번째는 우주가 대폭발로 창조될 때, 물질이 크고 작은 덩어리로 뭉쳐져서 블랙홀이 무수히 생겨났다는 설 이라네요. 이렇게 우주 대폭발의 힘으로 태어난 블랙홀을 '원시(原始) 블랙홀'이라고 부르고 있습니다.

 

 

일반적으로 태양과 비슷한 질량을 가진 별은, 진화의 마지막 단계에 이르면 백색왜성이라고 부르는 밝고 작은 천체가 되어 일생을 마친답니다. 하지만 태양 질량의 몇 배가 넘는 별들은 폭발을 일으키며 초신성이 된다고 해요. 폭발할 때 바깥층의 물질은 우주공간으로 날아가고, 중심부의 물질은 내부를 향해 쪼그라들면서 중성자별이 된다고 합니다.

 

이때 태양보다 10배 이상 무거운 별들은 폭발 때문에 중심부의 물질이 급격히 쪼그라진 후에도 그 중력을 이기지 못해 더욱 더욱 수축하게 된다고 해요. 이러한 수축은, 한계점에 이르면 부피가 0이 되고 밀도는 무한대인 특이현상을 일으키고, 모든 힘을 중력이 지배하게 된답니다.

 

일반상대성이론에 따르면 블랙홀은 아주 강력한 중력장을 가지고 있기 때문에 빛을 포함하여 근처에 있는 모든 물질을 흡수해 버린답니다. 그래서 블랙홀의 내부는 외부와 전혀 연결되지 않은 하나의 독립된 세계를 이루고 있다네요.

 

블랙홀은 오랫동안 이론적으로만 존재해왔는데, 인공위성의 X선망원경으로 '백조자리 X-1'이라는 강력한 X선원을 발견하면서 그 존재가 확실해졌다고 해요. 백조자리 X-1은 청색 초거성과 미지의 천체가 쌍성(雙星)을 이루고 있는데, 초거성에서 흘러나온 물질이 미지의 천체 쪽으로 끌려들어가는 것이 확인되었고, 아마도 미지의 천체는 블랙홀로 추측하고 있다고 합니다.

 

블랙홀은 우리 은하계 안에만도 약 1억 개는 있을 것으로 추측하고 있다네요. 특히 구상성단의 중심에는 태양 질량의 1천 배에 해당하는 거대한 블랙홀이 있고, 은하계 중심에는 태양질량의 10억배, 은하단의 중심에는 태양 질량의 1,014배쯤 되는 큰 블랙홀이 있을 것으로 보고있다고 합니다.

 

어려운 내용은 빼고 대략 이해되는 부분만 적은 건데도 여전히 어렵게 보입니다. 언젠가는 블랙홀 안을 탐사할 수 있는 날이 올까요..?

 

 

 

[네이버 지식백과] 천문학백과, 두산백과 사진출처 두산백과