블랙홀에 관하여

블랙홀은 어떻게 생기는걸까?

별이 태어나고 죽는 것은 중력과 관련이 있습니다. 별은 우주 공간에 있는 먼지나 티끌이 모인 것으로 중력으로 인해 서로 뭉쳐져 별이 됩니다.

 

별은 수소 핵융합 반응을 통해 스스로 빛을 냅니다. 핵융합이 발생할 때 질량의 일부가 에너지로 바뀌고 그로 인해 빛을 발산하는 것입니다.

 

아인슈타인의 특수상대성이론을 통해 질량 - 에너지 등가 공식이 별이 어떻게 빛을 내는지 자세히 알 수 있습니다.

 

우주의 작은 먼지에서 시작하여 수소 핵융합 반응으로 빛나기까지 여러 단계를 지나쳐 오는 작은 별이 블랙홀을 만드는 작은 씨앗입니다.

 

질량이 큰 별은 거성을 거쳐 마지막엔 큰 폭발을 일으키며 초신성이 되고 초신성이 폭발을 일으켜 별의 잔해가 중성자별과 블랙홀이 됩니다.

 

별의 죽음을 통해 블랙홀이 만들어지지만 이것은 새로운 생명의 탄생을 초래하기도 합니다.

초신성의 폭발로 우주 공간에서 흩어진 별의 잔해는 새로운 행성이나 별이 되는 재료가 되기 때문입니다.

 

초신성 폭발 때 생긴 원소 중에는 생물의 몸을 구성하는 데 필요한 원소들이 포함되어 있으니 별의 희생을 통해 우리가 태어날 수 도 있었다는 뜻이라 생각합니다.

 

그 무엇도 끌어당기는 강한 매력의 블랙홀

블랙홀은 세 가지의 종류가 있습니다. 위에서 말씀드린 별로 인해 태어난 별 블랙홀, 미니 블랙홀(원시 블랙홀), 거대 블랙홀(초대질량 블랙홀)이 있습니다.

 

미니 블랙홀은 우주의 탄생 빅뱅 때 생겨난 블랙홀이며 이름 그대로 크기가 작아서 미니 블랙홀이라 불립니다.

빅뱅 우주론 (kosh90.com)

빅뱅 우주론

하지만 크기가 작을 뿐 원자만 한 크기여도 커다란 산 만큼의 질량이 나갈 정도로 밀도가 어마어마합니다.

거대 블랙홀은 은하, 은하단이 중심에 분포하고 있는데, 태양 질량의 약 수억 배 이상으로 무겁습니다.

 

이후의 블랙홀의 어마어마한 힘은 "사건의 지평선"과 연관되어 있습니다. 사건의 지평선은 블랙홀에서 탈출속도(물체가 천체의 중력을 벗어나기 위한 최소 속도)가 빛의 속도보다 빨라지는 지점을 뜻합니다.

 

탈출속도가 빛보다 빨라야 하기 때문에 빛 또한 사건의 지평선을 벗어날 수 없습니다. 블랙홀과 외부의 경계선이 사건의 지평선인데, 블랙홀이 검은색인 것도 중력이 너무 커서 탈출속도가 빛의 속도를 능가하기 때문입니다.

 

우리가 중력에서 해방되려면 1초에 11.2킬로미터의 빠르기로 날아오르면 됩니다. 하지만 블랙홀의 사건의 지평선은 1초에 30만 킬로미터로 움직여야 블랙홀에서 빠져나올 수 있는 것이지만 사실상 불가한 수치입니다.

 

블랙홀에 빨려 들어가는 천체는 마지막으로 X선을 뿜으며 생을 마감하고 블랙홀일 가능성이 있는 예비 블랙홀 천체들도 모두 X선을 뿜었습니다.