블랙홀의 생성 과정
보이는 것이 전부가 아니라는 사실.
보이지 않는 작용들이 자연 속에서 끊임없이 일어나고 있음을 다시 한 번 일깨워 준다.
인간들도 별들도 한계를 스스로 넘는 과정이다.
블랙홀의 생성 과정
매우 큰 별이 수명을 다할 때 생성된다.
1. 별은 핵융합을 통해 에너지를 생성하는데, 이 때 발생되는 팽창 압력과 중력이 별 내부에서 서로 균형을 이룬다.
2. 하지만, 핵연료가 고갈되는 시점이 오면 핵융합은 멈추고 팽창 압력이 사라지면서 중력으로 인해 별은 힘의 균형을 잃고 압축 붕괴되기 시작한다.
3. 붕괴 과정 중에 별의 외곽부에서는 초신성(별의 큰 폭발)이 발생한다. 별의 핵 부분은 계속해서 붕괴된다. 압축 시 입자 겹침에 대한 저항력을 뜻하는 '축퇴압'과 중력이 서로 균형을 이루는 초고밀도의 별을 중성자별이라 한다.
4. 별의 핵이 충분히 무거울 경우, 중력이 '축퇴압'마저 뚫고 중력 붕괴를 지속하면서 핵은 극도로 압축된다. 이 때 압축된 크기가 일정 이하가 되면(슈바르츠실트 반경), 빛조차 빠져나올 수 없는 지점(사건의 지평선, Event Horison)이 형성되는데, 이를 둘러싼 영역 전체를 블랙홀이라 부른다. 빛을 포함한 모든 물질과 정보를 빨아들여 암흑(검은 그림자)처럼 보이기에 붙여진 이름이다.
# 이처럼 검은 그림자 전체(빛도 빠져나갈 수 없는 강한 중력 영향권 / 시공간)를 블랙홀로 보기도 하지만, 검은 그림자의 중심에 위치한 부피는 0, 밀도는 무한대에 가까운 질점(특이점, Singularity / 고체)만을 블랙홀로 보는 시각도 있다.
# 블랙홀은 생각보다 크기가 작다. 우리은하의 중심에 태양 400만배 질량의 블랙홀이 존재하는데 반경은 태양과 지구 사이 거리의 0.08배밖에 되지 않는다. 참고로 태양계에서 가장 가까운 별은 4.3광년 떨어져 있다.
# 탈출속도가 광속의 경계에 있는 영역이 곧 사건의 지평선이다. 사건의 지평선을 넘어 특이점에 도달할 수록 탈출 가능한 속도는 점점 더 높아진다.
5. 블랙홀의 최후는 어떻게 될까? 블랙홀로 빨려들어온 물질은 부서져 특이점에 보태진다. 그러므로 블랙홀의 힘은 점점 더 강해질 것이라 여겨왔다. 하지만 스티븐호킹 박사는 호킹복사이론이라는 양자역학적인 해석을 내놓으며 블랙홀은 최후 소멸된다고 주장했다. 검증되지 않은 이론적 예측이다. 쌍입자 중 사건의 지평선에서 분리된 일부 입자가 계속해서 외부로 방출됨으로써 질량이 최종적으로는 줄어든다는 것이다. 그리고 마지막엔 감마선을 내뿜는 폭발과 함께 완전 소멸된다.
