블랙홀과 나의 이론

[白山 김기수]

Black Hole                                                                                        

태양질량의 13배 ->적색거성 ->표면폭발 -> 중성자 별 -> 계속 수축 -> 지름이 3km정도로 작아짐.

(상대성원리에 의해 1㎠물질이 수십억 톤의 별) => 공간의 휨 현상으로 발견 -> 너무 휘면 모든걸 흡수 (흑색) 이때 X선이 발생하는 것으로 존재를 알 수 있음  예)아주 큰 질량이 빛이 없고 X선만 나옴, 태양의 수십억 배로 은하 중심에 있을 것임.

 아인슈타인(A.Einstein;1879~1955)이 '일반 상대성 이론'을 제창한 다음 해인 1917년에 독일의 수학자 슈바르츠실트(K.Schwarzschild;1873~1916)는, 오늘날 블랙홀로서 알려져 있는 이 불가사의한 천체가 아인슈타인의 이론에 의해 제안되었다. 빛이 탈출할 수 없는 별 이야기는 18세기에 이미 프랑스의 수학자 라플라스(P.Laplac e;1749~1827)와 영국의 물리학자 미첼(J.Mitchell)에 의해 논의되고 있었다. 그들의 논의는 뉴턴(I.Newton;1642~1727)의 '중력의 법칙'에 바탕을 둔 것이다. 그러나 블랙홀처럼 강한 중력을 가진 천체를 엄밀하게 따지려면, 아인슈타인의 상대성 이론이 있어야만 했다.

블랙홀은 밀도도 중력의 세기도 무한대인 `특이점(特異點, Singular point)'과, 그 주위의 `사상의 지평면(事象-地平面, Event horizon)'으로 형성된다. 사상의 지평면은 안쪽으로 들어가면 모든 것이 탈출할 수 없게 되는 영역의 경계면이다. 아인슈타인의 이론에서는 빛보다 빨리 진행하는 물질은 없다. 가령 블랙홀의 중력이 엄청나게 강하여 빛도 거기서 탈출할 수 없다면,다른 물질 역시 거기서 탈출할 수 없다. 블랙홀의 내부로 들어간 물질은 영구히 거기에 갇히게 된다. 그렇다면 모든 물질이 그곳으로 들어가 버리는 특이점이란 과연 어떠한 곳인가? 그 곳은 어떠한 방정식도 의미가 없고, 어떠한 물리의 법칙도 전혀 통용되지 않는 세계이다.

특이점으로 들어가 버리면 어떻게 되는가? 그것은 현재 전혀 알지 못하고 있다. 많은 천체는 회전하고 있다. 블랙홀도 회전하고 있는 것이 있다. 회전하는 블랙 홀의 안이 어떻게 되어 있는가를 알아보자. 회전하고 있는 블랙홀 주위의 공간은 일그러지고, 블랙홀 바깥쪽에 '에르고영역(Ergo Sphere)'이라고 불리는 공간 영역이 발생한다. 에르고영역 안에서는 공간 자체가 광속 이상의 속도로 블랙홀에 이끌려서 돌고 있기 때문에, 어떠한 운동을 하여도 블랙홀이 도는 방향으로 끌려가게 된다. 회전의 또 하나의 효과는 블랙홀의 표면인 사상의 지평면의 내부에 또 다른 하나의 지평면이 나타나는 일이다. 이것을 '내부지평면‘ 이라고 부른다. 바깥쪽의 지평면으로 들어간 물체는 반드시 안을 향해 끌려가게 되는데, 내부 지평면보다 안쪽에는 큰 원심력이 작용하고 있어서 그 안으로 들어간 물체는 반드시 중심 방향으로 낙하하지 않고 운동할 수 있다. 단 내부 지평면의 밖으로 되돌아갈 수는 없다. 내부 지평면 안에서의 특이점은 고리 모양으로 분포한다. 이 내부 지평면의 안쪽 영역은 다른 우주로 가는 통로로 되어 있다. 다른 우주에서는 블랙홀이 아니라 '화이트홀(White Hole)‘로 나타난다.

화이트홀이란 블랙홀과는 정반대로 그 안에 머물러 있지 못하고, 반드시 바깥 세계로 밀려 나가게 되는 시공간의 영역이다. 따라서 내부 지평면 안으로 들어간 물체는 잠시 거기 머문 다음 급히 내부 지평면 밖으로, 그리고 화이트홀 밖으로 내던져지게 된다. 그 곳은 이전과는 다른 우주이다. 단 내부 지평면이 안정하게 존재하는지의 여부는 알지 못하고 있는데, 많은 연구자는 불안정하다고 생각하고 있다. 다른 세계로 가는 통로가 되었다고 해도 순식간에 그 문을 닫아 버릴지도 모르기 때문이다.

당시에는 사상의 지평면이 무엇을 의미하는가를 알 수 없어서, 제 1선의 연구자 모두가 그 연구에 몰두하였지요. 연구 결과 지금은 사상의 지평면이, 거기서부터 안쪽으로 들어가면 모든 것이 탈출할 수 없게 되는 영역과의 경계면임을 알고 있습니다. 아인슈타인의 이론에서는 빛보다 빨리 진행하는 물질은 없습니다. 가령 블랙홀의 중력이 엄청나게 강하여 빛도 거기서 탈출할 수 없다면, 다른 물질 역시 거기서 탈출할 수 없습니다. 블랙홀의 내부로 들어간 물질은 영구히 거기에 갇히게 됩니다. 그렇다면 모든 물질이 그 곳으로 들어가 버리는 특이점이란 과연 어떠한 곳일까요?

 

그 곳은 어떤한 방정식도 의미가 없고, 어떠한 물리의 법칙도 전혀 통용되지 않는 세계입니다. 특이점으로 들어가 버리면 어떻게 될까요? 그것은 현재 전혀 알지 못하고 있답니다. 오늘날 블랙홀이 실제로 존재하는 것은 틀림없는 사실인 것 같습니다. 그러나 여기에 이르기까지는 몇 가지의 중요한 연구와 발견이 있었죠. 중성자 별과 펄서 (Pilsar; 맥 동 전파원), 블랙홀의 후보인 X선 별의 발견, 영국의 물리학자 펜로즈(R.Penrose)와 호킹(S.Hawking;1942~)에 의한 '특이점 정리'의 증명, 은하 중심의 거대한 블랙홀이나 우주에 있어서의 미니 블랙홀의 형성 가능성의 지적 등이 그것입니다.

 

 블랙홀의 존재

블랙홀은 빛도 탈출 시킬 수 없는데 어떻게 그 존재를 알 수 있을까?. 가령 블랙홀 주변에 아무것도 없고 단독으로 존재한다면, 접근할 때까지 그것이 블랙홀인지 아닌지 모를 것이다. 그러나 별의 경우 그 대부분은 연성이라는 형태로 존재한다. 블랙홀이 또 하 나의 별과 서로 그 주위를 돌고 있다면 별 쪽에서 블랙홀 쪽으로 물질이 흘러 나오고, 그 결과 블랙홀 주위에 '강착원반(降着圓盤 )'이라고 불리는 회전 가스 원반이 생긴다. 거기서 나오는 고에너지 X선을 관측하면 그것이 블랙홀인지 아닌지를 판정할 수 있는 것이다. 그렇다고는 하지만 현시점에서의 최종적인 요건은 그 천체가 충분히 무겁고 적어도 태양 질량의 수배의 무게를 가져야 하며, 또 충분히 작아야 한다는 사실 밖에 없다.

블랙홀의 유력한 후보는 백조자리에 있는'백조자리 X-1‘이다. 질량은 태양의 약 8 배로 생각되고 있다. 백조자리 X-1은 질량이 태양의 약 20배나 되는 청색 초거성과 연성계를 이루고 있다. 그 청색 초거성에서 흘러 나오는 가스가 형성하는 강착원반이 X선별로서 관측된다. 은하 중심에 있는 블랙홀의 경우에는 그 주위에 큰 강착원반이 형성 되고, 거기서 거대한 에너지가 방출되고 있는 것으로 생각된다. 그 시간 변화와 에너지의 양을 생각하면 거대한 블랙홀로 밖에  할 수가 없다. 처녀자리 은하단에 있는 'M87'이라는 은하에는 중심 부분에 태양 질량의 50억 배나 되는 거대한 블랙홀이 있는 것으로 생각되고 있다. 그 중심 부분에는 매우 무겁고 콤팩트한 천체가 있다는 것이 알려져 있고, 거기서 4,100광년 거리에 도달하는 거대한 제트가 분출하고 있죠. 블랙홀이 중심에 있다고 생각하면 콤팩트한 천체와 제트의 에너지를 설명할 수 있는 가능성이 있다.

블랙홀 속

많은 천체는 회전하고 있다. 블랙홀도 천체이고 역시 회전하고 있다. 회전하는 블랙 홀의 안이 어떻게 되어 있는 가를 알아보자. 회전하고 있는 블랙홀 주위의 공간은 일그러지고, 블랙홀 바깥쪽에 '에르고 영역(Ergo Sphere)‘ 이라고 불리는 공간 영역이 발생한다. 에르고 영역 안에서는 공간 자체가 광속 이상의 속도로 블랙홀에 이끌려서 돌고 있기 때문에,어떠한 운동을 하여도 블랙홀이 도는 방향으로 끌려가게 된다. 회전의 또 하나의 효과는 블랙 홀의 표면인 사상의 지평면의 내부에 또 다른 하나의 지평면이 나타나는 일이다. 이것을 '내부 지평면'이라고 부 르는데, 바깥쪽의 지평면으로 들어간 물체는 반드시 안을 향해 끌려가게 되고, 내부 지평면보다 안쪽에는 큰 원 심력이 작용하고 있어서 그 안으로 들어간 물체는 반드시 중심 방향으로 낙하하지 않고 운동할 수 있다. 단 내부 지평면의 밖으로 되돌아갈 수는 없다. 내부 지평면 안에서의 특이점은 고리 모양으로 분포한다. 이 내부 지평면 의 안쪽 영역은 다른 우주로 가는 통로로 되어 있다. 다른 우주에서는 블랙홀이 아니라 '화이트홀 (White Hole)‘ 로 나타난다. 화이트홀이란 블랙홀과는 정반대로 그 안에 머물러 있지 못하고, 반드시 바깥 세계로 밀려 나가게 되는 시공간의 영역이다. 따라서 내부 지평면 안으로 들어간 물체는 잠시 거기 머문 다음 급히 내부 지평면 밖 으로, 그리고 화이트홀 밖으로 내던져지게 된다. 그 곳은 이전과는 다른 우주다. 단 내부 지평면이 안정하게 존재 하는지의 여부는 알지 못하고 있는데, 많은 연구자는 불안정하다고 생각하고 있다. 다른 세계로 가는 통로가 되 었다고 해도 순식간에 그 문을 닫아 버릴지도 모르기 때문이다.

블랙홀의 색

“블랙홀은 어떤 색일까?”라는 질문을 받게 되면 “블랙 (검다)”이라고 답하는 것이 보통이겠지? 무엇이든지 빨아 들이고 그 곳에서는 빛조차도 빠져 나올 수 없기 때문이다. 물론 이 사실이 블랙홀이라는 이름이 붙게 된 유래 이기도 하다. 어떠한 방법을 써서 블랙홀에 색을 입힐 수는 없을까요?

이러한 생각이 블랙홀 연구자들 사이에서 화제가 되고 있다. 단 여기서 말하는 ‘색’이란 소립자의 기본 입자로서의 쿼크(Quark)를 분류할 때의 ‘색’이지, 빛으로 보이는 ‘색’과는 다르다. 이에 대한 최첨단의 연구를 소개하고자 한다.

블랙홀에는 '무모 가설(無毛假說)'이라는 것이 있는데 블랙홀의 종류는 하나라는 것이 그것의 정설 이다. 여기서 '아니다.'라고 생각하는 사람도 있을 것이다. 이제까지 블랙홀에는 별의 마지막에 생기는 것과 은하 중심등에 있다고 생각되는 거대한 두 유형이 있다고 설명하거나, 회전하고 있는 블랙홀을 설명하거나 해왔기 때문이다. 그러나 이들의 물리적 성질을 따진다면 결국 모두 같은 것이다. 최초로 슈바르츠 실트가 발견한 특이점과 사상의 지평면만으로 이루어진 블랙홀이 '슈바르츠 실트 블랙홀‘이다. 거기에 '전하(電荷)'를 더한 것이 '라이너스-노르드슈트롬 블랙홀‘이다. 대부분의 별은 회전 운동을 하고 있다.

블랙홀도 혹시 회전하고 있지 않을까 생각하여 뉴질랜드의 물리학자 커가 밝혀 낸 것이 '회전'하는 '커 블랙홀'이다. 그리고 여기에 전하를 더한 것이 '커-뉴먼 블랙홀‘이다. 모든 블랙홀은 커-뉴먼 블랙홀이 대표하고 있다고 합니다. '회전','전하 '에 블랙홀의 '질량'을 더한 세개의 양을 '털(毛)' 로 비유한다면, 그 세개의 '털'이외의 정보는 블랙홀이 될 때 모두 소멸해 버린다. 이것을 휠러는 “블랙홀에는 털이 없다.”고 말하였다. 블랙홀을 특징 있게 하는 것은 진짜 이 세개의 ‘털'만이고, 커-뉴먼 블랙홀이 유일한 블랙홀인지 아니면 또 다른 블랙홀이 있는지의 여부에 대한 연구는 현재 계속되고 있다.

그와 같은 연구의 한 성과로서 최근에 '색을 띠는 블랙홀'이라는 것이 발견 되었다. 쿼크를 기술하는 '양자 크로모 역학 (Quantum Chromodynamics)'이라는 이론에 나오는 '게이지 장(Gauge Field)'을 생각하면, 앞에서 기술한 커-뉴먼 블랙홀 과는 다른 새로운 유형의 블랙홀이 발견된 것이다. 이 블랙홀이 실제로 중력 붕괴에서 생기는가 어떤가를 컴퓨터로 모의 시험 (시뮬레이션)한 사람이 있다.

이것에 따르면 유감스럽게도 마지막에 도달한 곳은, 색을 띠는 블랙홀이 아니라 검은 슈바르츠 실트 블랙홀 (슈바르츠는 독일어로 검다는 뜻이 있다.)이라는 것을 알게 되었다. 그 후 색을 띠는 블랙홀 이외에도 새로운 블랙홀이 몇이나 발견 되었다.

블랙홀의 증발

블랙홀이 소멸 직전에는 대량의 입자, 반입자가 뛰쳐 나와 초신성 폭발과 같은 양상을 띠게 될 것

이다.           

입자, 반입자쌍 중 음의 에너지를 가지는 것을 빨아들이면, 블랙홀은 질량을 상실하여, 지평면이

작아지고 남은 입자는 밖으로 뛰쳐 나가게 된다. 블랙홀의 증발은 그 질량이 작을수록 잘 일어날 수 있다. 그 때문에 증발의 마지막 단계에서는 많은 종류의 입자,반입자가 대량으로 밖을 향해 뛰쳐

나간다.   

질량이 모두 증발되면 아무것도 남는 것이 없다.  다만 평탄한 시공이 존재할 뿐. 이렇게 하여 이미 소멸된 미니 블랙홀도 있을 것이다.

블랙홀이 증발한다는 사실을 어디선가 들은 기억이 있는 사람이 많을지도 모른다. 무엇이든지 빨아들이는 블랙홀이 어째서 증발할까? 또, 그 결과는 어떻게 되는 걸까? 이러한 일에 관한 이야기를 합시다. 1976년, 호킹이 과학 잡지 <네이처 (Nature)>에 짧은 논문을 발표하였다.

블랙홀이 증발하고 마침내 소멸한다는 내용의 논문이었다. 그것은 당시의 물리학자들에게는 대단한 놀라움이었다. 지금에 와서는 그 이론이 물리학자만이 아니라 많은 천문학자 사이에서도 인정되고 있다.

증발의 마지막이 고에너지 전자기파인 감마선의 분출로서 관측되는 것이 아니냐는 논의도 있다. 보통 태양의 무게 정도의 블랙홀을 생각할 때에는 크기는 거시적(반지름 3㎞ 이상)이고, 미시적 규모에서 필요한 양자론(量子論) 등은 생각하지 않아도 좋다. 그러나 블랙홀이 소립자 정도로 작다면 양자 효과는 무시할 수가 없을 것이다.

블랙홀의 크기는 질량에 비례하고, 가벼운 블랙홀일수록 양자 효과는 비중을 차지한다. 실제로 블랙홀의 질량이 1조㎏, 반지름이 10조분의 1㎝ 이하가 되면 큰 영향이 나타난다.

 

호킹은 그와 같은 작은 블랙홀이 형성되었다고 가정하고, 양자론이 블랙홀에 미치는 영향을 생각했다. 그 결과 블랙홀이 증발한다는 놀라운 사실을 알게 되었다. 증발로 입자가 방출되면 블랙홀은 당연히 에너지를 잃게 되므로 그 분량만큼 질량이 줄어든다. 질량이 줄면 그것에 반비례하여 온도는 상승하므로 입자가 더욱 많이 나오게 된다. 따라서 블랙홀은 가속도적으로 그 질량 에너지(Mass Energy)를 잃고 마지막에는 소멸하고 만다.
이 마지막 순간은 증발이라는 식의 간단한 것이 아니고 폭발에 가깝다. 마지막 1000톤의 블랙홀은 1초라는 짧은 시간 동안에 소멸하고, 그 모든 것이 에너지로 변화되는 것이다.

그렇다면 블랙홀의 온도는?

태양의 무게 정도의 블랙홀에서는 100만 분의 1K(절대온도)로서 매우 낮다. 그와 같은 블랙홀이 증발하고 소멸하려면 우주 나이(150억 년)의 10의 54승 배나 되는 시간이 걸리게 된다. 별 진화의 마지막에 생기는 블랙홀이나 은하 중심 핵에 존재하는 것으로 여겨지는 거대한 블랙홀에서는 이 증발의 영향은 거의 무시할 수 있다. 실제로 증발의 영향이 중요하게 되는 무게는 어느 정도일까? 무게가 꼭 1조㎏인 블랙홀은 지금 막 증발하고, 소멸하려 하고 있을 것이다. 그 온도는 1조 ℃나 되고 고에너지 감마선을 방출 한다.

그러나 현재 그 증거는 아직 발견되어 있지 않다. 그렇다면 이 블랙홀의 증발이라는 불가사의한 현상이 모두 해명된 것일까? 블랙홀의 무게가 0.01㎎ 이하가 된 마지막의 마지막(진짜 마지막)이 지금도 밝혀져 있지 않다.
크기로 따져서 반지름 10-33㎝까지 작아진 블랙홀의 운명을 잘 알 수가 없는 것이다. 진짜 마지막

을 설명하려면 '양자 중력 이론(量子重力理論 ; Quantum Gravity Theory)'이라는 아직도 완성되지 않은 궁극의 이론을 알 필요가 있다.

금 세기 최대의 이론인 '양자론(量子論)'과 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 통일을 목표로 하는 양자 중력 이론은 현재까지 많은 과학자들이 그것을 완성하려고 도전해 왔다. 최근에는 '초끈 이론(Super String Theory)'이 그 후보가 아닌가 하여 연구되고 있기도 하다. 그러나 현재 그것이 진짜로 성공할 것인지 아닌지는 알 수가 없다. 이러한 상황 속에서 최근 블랙 홀의 증발을 2차원 시공간으로 생각하려는 프린스턴 대학의 캐런 박사 팀의 연구가 있었다.

 2차원 중력 이론으로 문제를 생각 한 까닭에 복잡한 4차원으로는 알 수 없었던 블랙홀 증발의 마지막도 이해할 수 있는 것처럼 생각되었다. 그런데 조사해 보니 그 경우에도 현대 물리학으로 는 전혀 설명할 수 없는 `알몸의 특이점'이 나와서 이 문제는 단순한 것이 아님을 알게 되었다. 호킹도 이 이야 기에 흥미를 가지고 많은 연구자와 함께 그 해명에 도전하고 있다. 이 연구는 궁극적 이론의 구축을 향하여 현재 가장 각광을 받고 있는 논리이다.

블랙홀과 중력렌즈

블랙홀은 큰 별들의 일생에서 마지막 단계에 해당하는 천체이다. 중력에 의해 응축을 계속한 별에서 별의 질량이 크면 만유인력에 의해 밀려드는 질량의 압력을 전자들이 견뎌내지 못해서 결국은 모든 양성자와 전자가 사라지고 중성자들이 만들어지는 대변혁을 겪게 된다. 이때는 엄청난 에너지를 방출하게 되는데 이것이 초신성 이다. . 초신성의 폭발이 의해 많은 질량이 공중으로 흩어진 후에는 중심부에 중성자로 이루어진 중성자별이 남게 된다. 그러나 이 중성자별도 무한정의 압력에 저항할 수 있는 것은 아니다. 공간으로 흩어지고 남은 질량이 태양질량의 2.5배가되는 정도까지는 중성자 기체의 저항으로 더 이상의 응축을 막아내어 안정된 상태의 중성자별로 남아 있을 수 있다.

*태양 질량 : 1.989x1030 kg,  지구 질량  5.9736x1024 kg  배수 0.33296x106  배,

  지름 1,392,000 km로 지구의 109배. 

  태양의 중심 온도 : 15,000,000℃(천오백만 도), 표면 온도 : 6000℃

그러나 중성자별의 질량이 태양질량의 2.5배를 넘으면 포화 중성자 기체로서도 어쩔 수 없는 상태에 이르게 된다. 이렇게 되면 인력의 의해 안으로 안으로 밀려드는 질량의 막아낼 방법이 없게 된다. 질량의 응축에 따라 밀도는 증가하고 크기는 작아져서 질량이 받는 중력은 점점 증가한다. 따라서 질량은 점점 더 작은 점을 향해 밀려들어오게 되는데 이에 따라 중력이 커져서 마침내는 전자기파(빛)마저도 탈출할 수 없는 커다란 중력을 갖는 천체가 된다.

이렇게 되면 이제 이 별에서는 어떤 시호도 나올 수가 없게 된다. 모든 것이 이 별을 향해 빨려 들어 가기만 할뿐이다. 이런 상태에 다다른 천체를 블랙홀(black hole)이라 한다. 블랙홀은 우리 시야에서 사라진 다음에도 응축을 계속할 것이다. 우리는 블랙홀이 우리 시야에서 사라지기 바로 전에 보았던 별의 표면을 기억하고, 이 전체가 우리 시야 에서 사라진 표면에 불과하다.

천문학자들은 이런 표면을 사상의 지평선(event horizon)이라고 부른다. 사상(사건)의 지평선은 단지 우리 기억 속에 존재하는 표면일 뿐 사실 아무 것도 없다. 이 사상의 지평선 너머에서 어떤 일이 일어날지 우리는 알수가 없는 거다.

일단 사상의 지평선 너머로 사라진 천체에서는 아무런 정보를 얻어낼 수가 없기 때문이다. 계산에 의하면 태양질량의 10배의 질량을 가지고 있는 블랙홀의 경우 사상의 지평선 지름은 60Km정도라고 한다. 사상의 지평선 지름은 질량의 비례한다. 블랙홀이 사상의 지평선 너머로 사라진 질량의 어느 정도까지 수축해 갈지 또 수축해 감에 따라 어떤 일이 일어날 지에 대하여 우리는 알 수가 없다.

단지 우리의 물리 법칙이 사상의 지평선 너머에서도 적용된다면, 이 질량은 한없이 수축해서 결국은 한 점에 모이게 되면 어떤 일이 일어나게 될까 하는 것은 꽤 호기심을 자극하는 문제가 아닐 수가 없다. 이런 점을 수학에서나 물리학에서는 특이점 (singularity)라고 부른다. 블랙홀을 향해서 떨어진 물질은 그 물질이 가지고 있던 여러 가지 특성을 더 이상 가지지 못한다. 따라서 블랙홀로 빨려 들어가면서 모든 정보는 사라지고 마는 것이다.(후에 틀렸음이 밝혀지고 최초 입자로 방출됨),  남은 것은 심하게 휘어진 공간과 질량뿐. 하늘에서 블랙홀을 찾아내기 위해서는 바로 이것을 이용하여야 한다. 심하게 휘어진 공간과 엄청난 질량의 작용만이 블랙홀이 우리에게 줄 수 있는 단서이기 때문이다.

블랙홀의 엄청난 질량에 의해 공이 많이 굽어져 있으면, 이 블랙홀 근처를 지나온 빛은 많이 굽어서 올 것이다. 따라서 블랙홀 바로 뒤에 있는 은하를 지구에서 관측하면 이 은하의 모습이 블랙홀로 인해 굽어진 공간의 작용으로 둥그런 원으로 보일 수가 있게 된다. 이런 것을 중력 렌즈(gravitation lens)작용이라고 한다.  많은 천문학자들이 이러한 중력 렌즈를 발견하려고 노력하고 있다. 중력렌즈의 발견은 블랙홀의 존재를 증명하는 것이기 때문이다. 그러나 이런 발견은 아주 운이 좋아야 한다. 은하, 블랙홀, 관측자가 모두 일직선상에 놓여야 가능한 얘기다.

♣ 블랙홀에 흡수된 물질은 더 이상 그 특성을 가지지 않고, 무엇으로 되어 있을까??

                        내 생각에.. 돌고 돈다!.

1. 입자 이전의 암흑물질, 이것 이전에 암흑에너지로 환원되지 않을까.

중력에 의해 빨려 들어간 물질은  결국 아인슈타인의 특수 상대성이론에 의해 에너지로 변한다.

비랭킹의 우주 창생론에서 진공에너지가 터널 효과로 물질로(우주 탄생) 변하였다.  이제는 우주의 일원으로 활동하며 살았던 천체는 자신이 태어날 당시의 모습, 즉 암흑 에너지로 일생을 마치며, 다시 우주 천체구성의 원료로 준비 될 것이다.

   따라서 나는 이것을 “블랙홀의 환원론” 이라 부른다.

일부에서 주장하는 블랙홀에 웜홀이 연결하고 그 뒷면에 화이트홀이 있다고 가정한다. 결국 그러하다 하더라도 이 화이트 홀의 모습을 설명하지 못하고 있다. 그래서 나는 여기서 이 화이트홀은 암흑에너지를 의미한다. 즉, 같은 것이다! 만물은 처음과 끝이 같다. 태어날 때의 모습은 죽을 때의 모습이고, 죽어서의 모습은 태어나기 전의 모습이다. 천체도(블랙홀 포함) 결국 중력에너지에 의해 물질이 에너지(특히 암흑 에너지)로 변하지 않을 수 없다. 따라서 우리의 의문 중에 하나인 “블랙홀이 생명을 다하면 어떻게 될까?” 에서 답은 “처음이다.” 라고 하고 싶다. 

2. 극한의 질랑에서   별, 은하에 포함하는 모든 원소들을 핵 융합 시키고 그 결과물로 x선 및

   감마선을  방출한다.

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▷국부 은하군 ; 300만 광년내에 18개 은하 정도  + 소형 몇 십개, 30개 은하군이 은하단을 형성

하고 은하단이 모여 초 은하단 형성 => 서로 수십억 광년 -> 빈 곳을 "Void"라 함  ; 큰곰자리 2000개 은하들이 있음

▷Charles Messier ; M , 별이름 103개 목록, NGC(New General Catalogue) 목록

▷Quasar(퀘이사) 1963년 미 천문학자 최초 발견, 별인데 은하정도의 에너지 발산, 우주 탄생별

  (준성)

   가운데 Blaack Hole같은 핵을 가짐, 1000개정도 발견, 우리은하에서는 10개인데 요즘 서울대교

   수가 우리은하에서 40개 무더기로 발견 발표. 블랙홀로 주변의 가스와 별들이 떨어질 때 마찰열

   과 에너지가   뿜어져 나오면서 밝게 빛이 나는데 이런 특이 천체를 ‘퀘이사’라고 하며, 이 가운데

   천체 등급 18급보다  밝은 것을 ‘밝은 퀘이사’라고 한다. 지금까지 10만개 이상의 퀘이사들이

   발견됐지만 기피영역에서 발견 된 것은 밝은 퀘이사 10개뿐.

▷지구자전속도 : 1,609km/h , 공전 속도  107,160km/h (500km/sec)

   지구둘레2πR=2*6400*3.14=40000km,  /24 = 1600km/h

   태양계 공전 속도  792,000km/h,  우리은하 공전 속도 900,000km/h

▷중성자별 : 조셉린 벨 1.3373초 주기 전파 발생 한다 해서 = "펄서" 라 하고 300만 광년, 500개

  발견됨

  초신성 폭발->중심에 온도+압력 가해짐 ->원자핵에 원자궤도 망가짐-> 핵내의 양성자가 외곽전

  자를  흡수 -> 중성자만 남아 초고밀도(1㎠에 10억톤) 보통 지름이 10~20km ->1초에 30회전

  펄스  발생

▷원소 110종 발견, 인플레이션 > 빅뱅 이때에 쿼크(6종) : 원자핵(양성자, 중성자)의 구성물질로

  3개가 모이면 원자핵이 됨. 렙톤(6종) : 전자와 중성미자 구성물질,    보솜(Bossom) : 중력자,

  광자등

▷강력 : 쿼크 사이에 작용하는 힘 (최근 밝혀내어 노벨 물리학상 수상)

▷세상을 지배하는 힘 4가지 : 중력, 전자기력 , 약력, 강력

  강한핵력(강력) >> 전기력 > 약한핵력(약력) > 중력

  원자핵 속에 양성자들은 전기적으로 척력이지만 서로 강하게 결합하고있다. 그 이유가 전기력

보다   강한 핵력 (강한핵력)에 의해 결합해 있기 때문이다. 그런데 이 핵력은 거리가 멀어지면 급격히 감소하는 경향이 있다. 이때의 핵력을 약한핵력 이라 한다 물론 이럴 경우 핵자핵은 붕괴한다. 중력은 보통 만유인력을 의미하고 뉴턴에 의해 질량이 있는 두 물체는 거리제곱에 반비례하고 두 물체의 질량의 곱에  비례하는 인력(서로 잡아당기는 힘)이 존재한다는 사실이 밝혀졌다.( F =G M1M2/r^2  G는 만유인력상수)전기력 F = k q1q2/r^2  전기적으로 중성이지 않은 두 물체는 각각의 전하량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례해서 같은 전하이면 척력을  서로 다른 전하면 

인력이 작용한다.

▷우리가 이해하는 4차원(쿼크와 렙톤)에 7차원 또는 11차원에 존재하는 끈들의 조화 

    => Super String

[neocity]

블랙홀에 관해 이렇게 자세한 설명을 하시다니 정말 놀랍군요.
감사히 잘 읽었습니다.혹 7차원과 11차원의 시뮬레이션 그림이 있나요?
알고계시면 그 공간을 설명해 주세요.
초끈이론을 다루는 책에서 봤는데 이해가 잘 안되더군요.

[白山 김기수]

저도 더 공부해야 합니다. 4차원도 이해하기 힘든데요...ㅎㅎ^^