더 넓은 세계 블랙홀, 화이트홀 그리고 웜홀!

  더 넓은 세계 블랙홀, 화이트홀 그리고 웜홀!

어릴적 수학과 과학을 너무나도 좋아해서 수학자, 과학자가 꿈이던 시절이 있습니다.

고등학교로 진학하기전 중3때 이미 고등학교 수리II까지 7번을 끝내기도 했고, 중고등학생때 나름 홀로 어떤 현상에 대해서 조사하고 내 생각을 정리하다가 지구에 대한 논문을 쓰겠다며 과학잘하는 친구들을 모으기도 했고, 틈만 나면 아직 풀리지 않은 수학 문제를 풀겠다며 머리를 쥐어 뜯고, 국어와 국사, 한국사는 배우면서 왜 과학관련 과목에는 과학사가 없냐는 생각에 수업시간에 수업은 뒷전으로 하고 과학사를 공부하다가 혼나기도 일수 였죠.

하지만 이젠, 현실을 깨닫고 다른 길을 걷고 있습니다.

그러다가 어제 책장 정리하다가 우연찮게 고등학교 때 읽던 블랙홀에 관련된 책을 발견해서 그땔 회상하며 읽어보았습니다.

지금 봐도 우주는 정말 신기하고 궁금한 것이 많은 곳임에는 분명한듯 합니다.

<별들을 형성할때 발생하는 가스와 먼지가 날려가는 모습. 출처-NASA,ESA>

▽블랙홀의 구조

특히나 블랙홀은 빛조차 빨아들이는 강력한 진공청소기와 같은 흡입력의 중력을 지니고 있는 천체입니다.

특히나 블랙홀의 중심인 '특이점'의 중력을 보통 무한대라고 설명하곤 합니다.

그만큼 끌어들이는 힘이 어마어마 하다는 것이죠.

또한 특이점을 기준으로 빛조차 탈출할 수 없을 정도의 중력의 영향이 최대한 거리로 미치는 곳까지를 '슈바르츠쉴트의 반지름'이라고 하며, 그 반지름으로 그린 원을 '사건의 지평선'이라고 합니다.

사건의 지평선에서 부터 이미 빛조차 빨아들이기 때문에 빛의 반사로 사물을 보는 구조인 우리의 눈에서는 어떤일이 일어나고 있는지 조차 알수 없는 어둠이 형성되어 있기 때문에 사건의 지평선이라고 불린다고 합니다. 사건의 지평선에 미치는 중력만으로도 우주에서 가장빠른 운동을 하고 있는 빛조차 빨아들이는 힘이니 그 특이점은 상상할수조차 없는 것이죠.

▽블랙홀의 형태

이처럼 블랙홀은 특이점을 기점으로 사건의 지평선의 원반을 형성하고 있습니다.

즉 사건의 지평선에 살짝 닿으면 어마어마한 중력의 힘에 의해서 블랙홀 중심으로 끌려간다는 것이죠.

그런데 사실 블랙홀은 빛을 발하고 있다고 합니다. 다만 스스로 내는 빛이 아닌 블랙홀 주변의 원반의 물질들이 블랙홀 중심으로 끌려가면서 생기는 마찰에 의한 열에 의해 빛이 난다고 합니다.

다만 우리가 눈으로 볼 수 있는 가시광선이 아닌 X선이나 자외선이기 때문에 어둠으로만 보인다고 하네요.

하지만 이부분은 이해가 되지 않는 것이 빛조차 빨아들이는 무한대라는 수치의 중력인데 마찰에 의할 열에 의해 발생하는 빛의 요소중 X선, 자외선은 왜 빨아들이지 못하는 것일까요? 궁금하네요.ㅠㅠ

<해마다 폭발을 통해서 수천개의 태양을 만들어내는 초거대 괴물 블랙홀이 발견됬다고 하네요. 출처-NASA>

▽블랙홀에 빨려들어가면

가령 사람이 블랙홀에 빨려 들어갔다고 가정해보면, 사람의 몸은 엿가락처럼 늘어날 것이라고 합니다.

예를 들어 발부터 빨려 들어간다면, 발에 작용되는 중력의 힘이 더 크기 때문에 발부터 서서히 머리로 늘어날 것이라고 합니다. 이것이 차등 중력에 의한 현상입니다.

그렇지만 내 발이 늘어나고 있는 것은 빛조차 빨아들이기 때문에 알수가 없겠죠.

하지만 말이 엿가락처럼 늘어난다는 것이지 발 따로 다리따로 보다도 발을 구성하는 세포하나하나 원자하나나마다 위치에 따른 차등중력이 가해지기 때문에 .... 말안해도 아시겠죠.

게다가 사람의 시간은 빛의 속도에 의해 진행됩니다. 그렇기 때문에 하루라는 시간도 지구의 자전을 통해서 측정하며, 1년의 시간도 태양주위의 공전을 통해서 측정하는 것이죠.

(여기에 이제 타임머신의 이야기도 함께 추가가 될 수 있습니다.

그렇기 때문에 시간을 거슬러 올라가기 위해서는 빛의 속도보다 빨라야 가능하다는 이론입니다.

하지만 아직까지는 빛보다 빠르게 운동할 수 있는 것은 없죠. 시간여행에 대한 이야기는 나중에 시간이 되면...)

아무튼 블랙홀이 사건의 지평선에서 특이점으로 빨아들이는 속도는 빛의 속도로 빨아들입니다.

그렇기 때문에 우리가 블랙홀에 빨려들어간 순가 빛과 같은 속도로 빨려들어가기 때문에 그 사람의 시간은 정지가 되는 것이죠.

<괴물 블랙홀의 폴발로 인해 발생한 가스와 먼지 분출. 출처-NASA>

▽웜홀과 화이트홀

그런데 여기서 의문은 그렇다면 이렇게 블랙홀에 빨려들어간 것들은 어떻게 되는 걸까요?

소멸될까요? 우리가 사는 세계에는 질량보존의 법칙이 있습니다.

그렇기 때문에 질량이 없는 빛은 소멸될 수 있겠지만, 그 외에는 모두 질량을 가지고 있습니다.

그래서 그 자체의 형태나 기능은 소멸될 지언정 그 질량은 남아있게 되는 것이죠.

그렇다면 이렇게 남는 질량의 행방은?

그래서 나온 이론이 바로 웜홀과 화이트홀입니다.

이렇게 모든것을 빨아들이는 블랙홀이 있다면 조금도 빨아들임이 없이 뱉어내는 화이트홀이 있을 것이라는 이론입니다. 그리고 이 두 홀을 이어주는 것이 바로 웜홀이라는 것이죠.

하지만 블랙홀에 대한 관측외에는 웜홀과 화이트홀은 어디까지나 이론상의 추측이고 관측된 것은 아직까지 없습니다.

참 알면 알수록 신비하네요.

<이젠 이런 사진들 조차 무섭네요......ㅎㄷㄷ>

<블랙홀 사진이라는데 진짜 블랙홀을 관측한 사진같지는 않지만 저 가운데 완전 암흑..... 무섭네요>

한창 우주에 빠져서 어릴적 하던 싸이월드에 우주관련 사진들로 가득 채운적도 있지만, 알아가면 알아갈수록 발견되면 발견될 수록 끝없는 신비에 무서워져 우주에 대한 관심을 뚝 끊게 되었었지요. 한때는 블랙홀이 별들도 다 빨아들이기 떄문에 지구를 빨아들이면 어쩌지 라는 생각에 고뇌에 빠진적도 있기도 합니다.

아무튼 책장정리하다가 발견한 책으로 쓸데없는 이야기를 쓰게 되었군요.

위에 내용은 객관적인 생각이 많이 들어가 있기 때문에 정확한 정보라고 볼 수 없다는 사실!!!! 기억하세요~!

  이상으로 더 넓은 세계 블랙홀, 화이트홀, 그리고 웜홀에 대한 포스팅을 마치도록 하겠습니다.