블랙홀의 비밀

블랙홀은 1783년 존 미첼에 의해 처음 이론화되었습니다.현대적인 이론은 1915년 칼 슈바르츠실트가 아인슈타인 방정식을 특별한 방법으로 풀면서 시작 되었습니다.그 존재가 실제로 확인된 것은 1971년으로 알려져 있습니다. 그 후 이 수수께끼 같은 영역에 재해 전세계 수많은 연구자들은 지속적인 주목을 하고 있습니다.아인슈타인의 일반생대성이론 발표 이후 같은 독일의 물리학자인 카를 슈바르츠실트가 회전하지 않는 매끈한 구 하는 조건을 상정하고 방정식을 풀어 처음으로 일반상대성이론의 해를 얻어냈습니다.그 결과 별이 일정한 반지름 이하로  압축되면 및마저 탈출할 수 없는 강력한 중력이 생기게 되고,그 중심에는 모든 물리법칙이 통하지 않는 특이점이 있는 것을 발견 하였습니다.이것을 슈바르츠실트 반지름이라고 합니다.이는 어떤 물체가 블랙홀아 되기 위해 압축되어야 하는 반지름의 한계치를 나타내는 것으로 만일 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 우리 손톱길이 정도인 약 0.9CM로 작아져야 합니다.

이후 물리학자들은 충분한 질량을 지닌 천체가 가체 중력으로 붕괴될 경우 블랙홀이될 수 잇다는 추측을  내놓았습니다.이 경우 밖에서 보면 마치 내부공간을 갑자기 우주에서 완전히 없애놓은 것처럼 보이지 않게 될 것이라고 결론을 내렸습니다.표면에서 나온 빛이 탈출하지 못하기 때문입니다.1963년 미국 팔로마산 천문대는 심우주에서 유독 밝게 빛나는 천체를 발견햇는데 그것이 바로 검은 별의 에너지로 형성된 퀘이사임을 확인하고, 블랙홀의 존재가 입증 되었습니다.

블랙홀에도 수명은 존재합니다.호킹 복사라는 작용에 의해 입자를 방출하다 질량이 줄어들어 결국에는 사라질 것으로 추측하고 있습니다.질량을 잃으면서 블랙홀은 조금씩 밝아지기 시작하며 거의 마지막에 증발이 심해져서 창백하게 빛나며 높은 에너지의 감마선과 소립자를 방출합니다.마지막에는 감마선 폭발이라고 해도 좋은 정도로  격렬하게 감마선을 방출하면서 증발하고는 소멸합니다.다만 일반적으로 알려져 있는 블랙홀들의 이 폭발까지 도달하려면 아주 오랜 시간일 걸립니다.현재 우주에는 우주배경복사라는 2.7K의 전자기파가 존재하는데 태양 질량의 블랙홀이 호킹 복사로 내보내는열복사의 에너지는 약 100NK으로 블랙홀이 증발하는 에너지보다 받아들이는 에너지가 더 큽니다.심지어 블랙홀의 열복사 에너지는 블랙홀의 질량이 클수록 더 낮기 때문에 현재 시점에서 태양보다 더 무거운 블랙홀들은 배경복사만으로도 질량이 오히려 늘어나고 있습니다.따라서 항성 질량 이상의 블랙홀들이 호칭 복사를 통해 질량을 잃기 시작하는 시점은 우주가 좀 더 팽창하여 온도가 낮아지는 먼 미래가 될 것입니다.

과학자들이 블랙홀로 빛의 1/3의 속도로 블랙홀로 바로 흡수되는 물질을 포착하은데 성고했습니다.레스터 대학의 켄 파운즈 교수가 이끄는 연구팀은 관측 데이터를 이용해 지구에서 10억 광년 떨어진 활동성 은하핵을 지닌 은하인 PG211+143을 연구햇습니다.이은하의 중심에는 매우 활발하게 물질을 흡수하는 거대 질량 블랙홀이 있습니다.하지만 보통 블랙홀로 빨려들어가는 물질은 직선 최단 거리로 바로 들어가는 것이 아니라 블랙홀 주변을 공전하며 강착 원반을 형성합니다.그런데 사실 강착 원반 역시 한 개의 단순한 고리가 아니라 여러개의 원반으로 구성된 경우가 많습니다.연구팀은 PG211+143의 중심 블랙홀에서 두 디스크가 충돌하면서 공전 궤도를 이탈한 물질이 블랙홀 방향으로 엄청난 속도로 떨어지고 잇다는 증거를 발견했습니다.그 속도는 빛의 30%정도로 블랙홀의 사상의 지평면 지름의 20배 정도 거리에서 이런 엄청난 속도로 블랙홀로 돌진하고 있었습니다.몰론 이렇게 바른 속도로 추락하는 이유는 블랙홀의 강력한 중력 때문입니다.과학자들은 블랙홀이 단순한 검은 구멍이 아니라는 사실을 알고 있습니다.블랙홀 자체는 물론이고 그 주변에는 매우 복잡한 구조몰들이 많습니다. 비록 블랙홀 까지의 거리가 너무 멀어 관측에 어려움이 있지만 고확자들은 하나씩 비밀을 풀어나가고 있습니다.