질문
1.블랙홀은 거대한 별의 죽음으로 생성되는데 왜 그 커다란 별이 블랙홀이 되죠? 제 견해로는 자신의 인력을 견디지 못해 크기가 짜부라져서 그렇게 되는거라 생각하는데 알려주세요~
2.블랙홀에 빨려 들어가면 어떻게 될까요? 생물이면 당연히 죽고 물질의 상태등도 변화 할까요?
3.그와 관련된 화이트홀과 웜홀이란 것에 관한 설명도 알기쉽게 부탁합니다.
4.블랙홀을 통한 공간이동이나 시간이동이 가능한가요?(위의 4번과 관련이 있는듯 한데...)
너무 까다롭고 긴 질문들이지만 부디 답변 부탁드립니다.
답변
블랙홀은 이론적인것일뿐이고 관측이 불가능합니다.이유는 블랙홀 속을 빠져나오는 데 필요한 탈출속도는 빛의 속도보다 크기 때문이지요.그렇지만 블랙홀의 주위에 별이 있을때는 가능한것 같군요
다음의 신문기사입니다
블랙홀을 찾을 수 있는 유일한 방법은 블랙홀의 강한 중력이 주위의 별에 미치는 영향을 통 해서이다. 그것은 즉, 블랙홀은 주위의 시공을 아주 심하게 일그러뜨리고 가까이 있는 가스나 천체를 빨아 들일 것이다. 따라서 천문학자들은 연성 중에서 이런 변화를 보이는 별을 찾는데 일차적인 노력을 기울이게 됐다. 이러던 중 1971년 약 8000광년 떨어진 백조자리에서 발견한 x-1이라는 별을 발견했다. 이 별은 작은 별 에 불과했지만 빛의 1000배나 되는 x선이 방출된다는 사실을 밝혀 냈다. 그 x선이 주위의 가스가 블랙홀로 빨려들어가기전 수천만 k에서 19k정도로 달구어질때 나오 는 것이라고 추정했다.
따라서 우리 은하 안에서 블랙홀을 찾는 가장 좋은 방법은 블랙홀과 다른 별이 짝궁별(쌍성)이 돼 서로 공전하는 경우를 찾는 것이다.
님의 질문을 차근차근 살펴볼까요?
1.A) 중력이 무한대가 되기 때문입니다.그이유는 다음과 같습니다.또한 다른 어떻게 생성되는지에관한 두가지 설도 추가했습니다 블랙홀은 A.아인슈타인의 일반상대성이론에 근거를 둔 것으로, 물질이 극단적인 수축을 일으키면 그 안의 중력은 무한대가 되어 그 속에서는 빛 ·에너지 ·물질 ·입자의 어느 것도 탈출하지 못한다.
블랙홀의 <생성>에대해서는 다음 두 가지 설이 있다. 첫째는 태양보다 훨씬 무거운 별이 진화의 마지막단계에서 강력한 수축으로 생긴다는 것이다. 둘째는 약 200억 년 전 우주가 대폭발(Big Bang)로 창조될 때 물질이 크고 작은 덩어리로 뭉쳐서 블랙홀이 무수히 생겨났다는 것이다. 이렇게 우주 대폭발의 힘으로 태어난 블랙홀을 원시(原始) 블랙홀이라고 한다. 일반적으로 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 진화의 마지막 단계에 이르면 백색왜성이라는 작고 밝은 흰색 천체가 되어 그 일생을 마친다.
2.A)블랙홀의 무한대의 중력이 광속보다 빠른속도로 빨아들이기 때문에 탈출은 빛의 속도보다 빠르지 않다면 불가능합니다.다음과 같은 흥미로운 사실도 있습니다 블랙홀 주위의 가스나 빛도 결국에는 모두 블랙홀로 흡수되어 버린다. 호킹은 양자론적 진공상태를 블랙홀에 적용시켜 놀라운 결론을 얻었다. 양자론적으로 보면 진공상태란 입자와 그 반입자의 쌍이 생겼다가는 소멸하고,소멸하고는 다시 생기는 상태를 말한다. 입자와 반입자의 상은 어느 한쪽이 양에너지를 다른 한쪽은 음에너지를 갖고 있다. 블랙홀은 그 중 음에너지를 빨아들이고 이 에너지에 상당하는 질량을 상실한다. 한편, 양의 에너지를 가진 것은 밖으로 뛰쳐나간다.
그래서 블랙홀은 마치 질량을 상실하면서 입자를 방출하고 있는 것처럼 보인다. 블랙홀의 증발은 질량이 작을수록 심하다. 그러나 1M⊙의 블랙홀에서 모든 질량을 방출하는데 1066 년이 걸린다. 현 우주의 나이가 1010 년 정도임을 생각하면, 일방적으로 빨아들이기만 한다는 블랙홀의 고전적 견해도 잘못은 아니다 블랙홀에서 탈출하기 위해서는 광속을 능가하는 속도를 필요로 한다. 그러나 어떤 한 물체라도 빛보다 빠른 속도를 낼 수는 없기 때문에 아무것도 빠져나올수 없다.
3.A) 1. 화이트홀 : 모든 것을 빨아들이는 블랙홀에 반하여 모든 것을 내놓기만 하는 천체.
2. 웜홀 :블랙홀과화이트홀로 연결된 우주 내의 통로. 상대성 이론에 비추어 보면 블랙홀처럼 끌어들이기가 전문인 세계가 있으면, 반드시 물질이 그 내부로는 절대 들어갈 수 없는 내뿜기가 전문인 세계가 있다. 이것을 '화이트홀(White hole)'이라고 한다. 그러나 화이트홀이 어떻게 형성되는가 하는 메카니즘에 대해서는 전혀 아는 바가 없다. 블랙홀의 명명자 휠러는 블랙홀과 화이트홀의 사건의 지평면 내부를 잘라내고 그 나머지를 연결시키면 어떻게 되는 가를 생각했다. 이렇게 하면, 블랙홀에 흡입된 물질은 화이트홀에서 방출된다. 이때 블랙홀의 흡입구가 있는 세계와 화이트홀의 방출구가 있는 세계는 전혀 다른 세계이다. 이 두 세계를 연결하는 통로를 휠러는 '웜홀(Worm hole)'이라 명명했다.
4. A)웜홀을 이용한다면 공간이동과 시간이동에는 문제가없습니다. 공간이동에 대한 자세한 내용은 찾질 못했습니다 대신 현대 과학으로 광자까지의 이동이 가능하며 원자와 분자의 공간이동은 개발중이라는 신문기사를 찾아봤습니다 시간이동에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
-------------------------------------공간이동---------------------------
물리학자들은 사람의 원격이동도 이론적으로는 가능하다고 본다. 그러나 현실적으로는 거의 불가능에 가깝다.우리는 한 곳에서 다른 곳으로 이동할 때 중간 점을 통과하지 않고는 갈 수 없다. 이는 물질 에너지 사람 입자 등 모든 물체에 적용되는 만고 불변의 법칙이다. 그러나 물리학자들이 빛의 알갱이인 광자를 중간 지점을 지나지 않고 한 곳에서 다른 곳으로 옮기는 실험에 성공했다.
공상과학영화 속에서 텔레포테이션 기계는 물체나 사람을 분해해 다른 곳에서 완벽하게 복제해 낸다. 하지만 물리학자들이 만든 텔레포테이션 기계는 팩스와 닮았다. 물체는 가지 않고 팩스로 스캐닝한 물체의 정보만 보내 물체를 재구성하는 것이다. 이때 팩스의 스캐너는 물체가 가진 궁극의 정보인 ‘양자상태’를 쭉 읽어들이게 된다. 양자상태는 원자의 구조, 운동을 설명하는 가장 기본이 되는 성질이다.
이상하게도 텔레포테이션 기계로 원본이 되는 물체의 양자상태를 읽는 순간 원본은 파괴된다.텔레포테이션한 물체는 실제로도 사라졌다가 다시 다른 곳에 나타나게 되는 것이다. 최근 스위스 제네바대 니콜라스 기신 교수팀은 광자를 사라지게 했다가 마치 마술처럼 옆에 있는 실험실에 다시 나타나게 하는 데 성공해 그 결과를 과학권위지 네이처에 발표했다.
텔레포테이션은 팩스의 원리와 같다. 팩스로 물체를 스캐닝해서 보내면 멀리 떨어진 곳에서 이 정보를 토대해 물체를 다시 만들어낸다. 하지만 사람의 원격이동은 현재 기술로는 요원하다. 텔레포테이션이 공상과학소설에서 물리학의 영역으로 진입한 것은 1993년이다. IBM 연구원인 찰스 베넷 등 6명의 과학자가 원본이 파괴된다면 완벽한 텔레포테이션이 이론상 가능하다는 것을 증명했다.
베넷이 ‘아인슈타인-포돌스키-로젠 효과’로 불리는 양자역학의 기이한 역설을 이용해 이런 문제를 해결하는 방법을 제시했다. 이후 많은 물리학자들이 양자 텔레포테이션 실험에 도전해 1997년<<인스부르크대 연구팀이 광자를 읽어 케이블을 통해 1m 떨어진 곳에 전송해 원래 모습과 똑같은 광자를 만들어내는 데 처음 성공했다.>> 예상대로 원래의 광자는 복제품이 만들어진 순간 파괴됐다.
그럼 과연 스타트렉에서처럼 사람이 행성에서 우주선으로 이동하는 것이 가능할까? 과학자들은 원자의 텔레포테이션은 몇 년 안에, 분자는 10년 안에 가능할 것으로 예상하고 있다.사람을 텔레포테이션하려면 사람을 이루는 1029개의 원자를 한 순간에 읽을 수 있는 스캐너와 컴퓨터가 나와야 하는데 현재의 기술로서는 어림도 없다.
----------------------시간이동-------------------------------
당신이 과거로 가는 시간 여행을 떠나기 위해서는 블랙 홀이나 웜 홀 같은 용어에 익숙해져야 한다.블랙 홀은 중력이 무지무지하게 커서 그 주변에 있는 모든 물질을 빨아들이는 곳이다. 블랙 홀은 우리 우주에서 다른 우주, 또는 다른 우주에서 다시 우리 우주로 돌아오는 좁고 긴 터널의 입구이다. 이 터널을 물리학자들은 웜 홀이라고 부른다.
웜 홀 입구가 주변 물질을 강하게 빨아들이는 블랙 홀이라면, 웜 홀 출구는 물질을 뱉어 내는 성질을 가진다. 이 구멍을 물리학자들은 '화이트 홀'이라 부른다. 웜 홀은 중력이 아주 큰 곳이므로, 그 안에서 시간의 흐름은 극단적으로 느리다. 웜 홀을 이용하면 우주에서 아주 멀리 떨어진 두 지점을 순식간에 왕래할 수 있다.
자! 이제 과거로 떠나 보자. 과거로 떠나기 위해 먼저 지구에서 아주 가까운 화이트 홀을 찾아야 한다. 이 때 화이트 홀은 웜 홀을 통해 우주 저 멀리에 있는 블랙 홀과 연결되어 있어야 하고,웜 홀의 반대편 블랙 홀은 무언가에 의해 진동하고 있어야 한다. 왜냐 하면 진동은 가속도 운동이고 아인슈타인의 일반 상대성 원리에 의해 가속도 운동을 하는 곳의 중력이 세져, 그 곳 시간이 지구 시간에 비해 느리게 가기 때문이다. 미래로 떠나는 시간 여행에 비해 과거로 떠나는 시간 여행은 조건이 까다롭다.
현재 시간은 지구 시간으로 1999년 12월 1일 0시. 당신은 지구와 가까운 화이트 홀을 찾았다. 안전 벨트를 단단히 메고 자동차 시동을 건다. 엑셀을 힘껏 밟아 웜 홀의 반대편에 있는 블랙 홀을 향해 달린다. 당신이 블랙 홀 근처에 도착했을 때 그 곳 시간은 지구에 비해 느리게 진행할 것이다. 만약 그 곳 시간이 지구 시간으로 1962년 1월 25일이라면, 당신의 자동차가 블랙 홀로 빨려드는 순간, 차 안의 시계 역시 1962년을 가리킬 것이다.
블랙 홀로 빨려들어간 여러분의 차는 시간과 공간을 가로지르는 웜 홀이라는 터널을 통해 처음 출발한 지구 근처 화이트 홀로 빠져 나온다. 현재로 돌아가기 위해서는 1999년에 도착하는 데 알맞은 속도로 차를 몰아 적당한 지점에서 되돌아오면 된다.
<<<미래로 가는 여행이 미래의 원하는 어느 시점으로도 갈 수 있는 반면, >>>
<<<과거로 가는 시간 여행은 매우 제한적이다.>>>
지구 근처에 있는 화이트 홀과 우주의 다른 쪽에 진동하고 있는 블랙 홀을 연결하는 웜 홀이 얼마나 많이 있겠는가. 또 이러한 웜 홀을 여러 개 찾는다 하더라도 진동하는 블랙 홀의 가속도에 따라 과거의 시간이 정해지므로, 이러한 웜 홀이 몇 개뿐이라면당신은 정해진 몇 개의 과거로만 시간 여행을 할 수밖에 없다.
<<<이와 달리 과거에서 현재로 돌아오는 것은 비교적 쉽다. >>>
시간 여행을 떠나는 당신에게 조심하라고 당부하고 싶은 말이 있다. 당신이 현상 수배자나 쫓기는 몸이 아니라면 절대 미래로 먼저 떠나지 말라는 것이다.
<<<그 곳은 한 번 가면 영원히 돌아오지 못할 가능성이 크다. >>>
당신이 다시 현재로 돌아오기 위해서는 미래 그 시점에 1999년 과거로 돌아갈 수 있는 웜 홀, 다시 말하면 차편이 준비되어 있어야 한다. 그러나 그것은 우리가 예측할 수 있는 일이 아니기 때문에 당신이 미래 세상에서 살고 싶다면 사랑하는 가족과 함께 모든 준비를 갖추고 '시간 이민'을 떠나는 것이 좋다. 게다가 미래에 도착했을 때 지구가 핵전쟁으로 폐허가 되어 있거나, 외계인에게 점령당했다 하더라도 당신은 선택의 여지가 없다
이러한 호기심 때문에 타임 머신은 많은 공상 과학 영화의 소재가 되어 왔고, 역사를 바꾸느냐 못 바꾸느냐 하는 것은 작가나 영화 제작자 마음대로 선택되었다. 영화 「슈퍼 맨」, 「스타 트랙 Ⅳ」, 「터미네이터Ⅱ」에서는 과거로 돌아가 현재의 역사를 바꿀 수 있다는 관점이었다. 그러나 대부분 물리학자들은 운동의 인과율을 들어,
<<우리가 과거로 가서 어떠한 변화를 주었다 하더라도 다시 현재로 돌아오면 우리가 살던 그 모습 그대로일 거라고 믿고 있다. >>
그러나 이 문제는 일부 물리학자들이 결론지을 수 있는 것이 아니다. 다음 세기에 아인슈타인을 능가하는 물리학자가 세상을 뒤흔들 만한 놀라운 물리학 이론을 발표한다면 시간 여행에 대한 많은 이론들도 뒤바뀔 것이 분명하다.
1. 기계를 보기만 하면, 그 구조가 눈에 보이는 능력(드라마 "히어로즈"에서..)
2. 피부조직을 무기화 시킬수 있는 능력(투러브트러블에서 "암살자 금빛의 어둠"의 능력, 엘펜리트)
-예를들어서 팔이 망치로 변한다든가.... 칼로 변한다든가 ..
3. 모든 초능력과 마법을 무력화시키는 능력(어떤마술의 금서목록에서 "카미조 토우마"의 능력)
4. 타인의 생각과 마음을 읽어 낼수 있는 능력(독심술사)
5. 성별을 바꿀 수 있는 능력(여러 만화나, 드라마에도 소재로 등장하죠..)
6. 투시능력(건물 내에서나, 아니면 인물의 생체까지도 들여다 볼 수 있는 능력)
7. 특정 벌레나, 동물로 변해 싸울 수 있는 능력(애니 - 무시우타 , 우리집의 여우신령님)
여기까지입니다.
그러고보니
별에별 능력들이 있네요
조목조목 따져보니 알 게 된것같군요.