'블랙홀'이라는 단어를 들어 보면 결혼식 뷔페에서 삼촌처럼 모든 것을 입으로 빨아들이는 회전하는 소용돌이에 대해 생각할 수 있습니다. 당신은 별이 스파게티 조각처럼 그쪽으로 끌려 가서 그것이 사라질 때까지 공허 주위를 펄럭이는 모습을 상상할 수 있습니다. 현실은 그렇게 단순하거나 맛있지 않습니다. 입문서입니다.
블랙홀이란 무엇입니까?
블랙홀은 수세기 동안 물리학 자들을 혼란스럽게 해왔지만 단순한 설명은 시공간에서 그렇게 강한 중력을 가지고 있고 빛조차도 그 힘을 벗어날 수없는 영역 일 것입니다.
블랙홀에 대해 가장 먼저 이해해야 할 점 중 하나는 블랙홀이 빈 공간이 아니라 물질이 매우 작은 영역으로 압축되어 있다는 것입니다. 예를 들어 블랙홀은 별 20 개의 질량을 가질 수 있지만 런던 중심부의 크기 일뿐입니다. 그 밀도는 시간과 공간의 법칙에 이상한 일을하는데, 그중 하나는 사건의 지평선이라고 불리는 이론적 장벽의 출현입니다.
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관련 블랙홀 돌파구를 통해 슈퍼 컴퓨터에 의해 흔들리는 제트가 발견됨 가장 오래된 초대형 블랙홀이 137 억 광년 떨어진 곳에서 발견되었습니다.
Albert Einstein의 일반 상대성 이론에서 사건의 지평선은 돌아올 수없는 지점입니다. 물체가 사건의 지평선에 가까워 질수록 입자에 의해 점점 더 많은 경로가 블랙홀쪽으로 구부러집니다. 사건의 지평선이 깨지면 시공간의 변형이 너무 커서 입자가 바깥쪽으로 움직일 방법이 없습니다.
이것은 빛이 중력 특이점을 향해 앞으로 당겨지는 것에서 벗어날 수 없을 때 구멍이 검게되는 지점입니다. 시공간이 너무 왜곡되어 곡률이 무한한 지점입니다. 여기서 우리가 이해하는 모든 물리 법칙은 창 밖으로 던져집니다. 특이점에서 무슨 일이 일어나는지 아무도 모릅니다.
블랙홀은 얼마나 큽니까?
블랙홀에는 4 가지 등급이 있지만,이 중 2 가지는 가상입니다. 스펙트럼의 상단에는 대부분의 은하 중심에있는 것으로 여겨지는 초대 질량 블랙홀이 있습니다. 궁수 자리 A *로 알려진 우리 은하수에있는 은하수는 4 백만 킬로미터에 달하는 사건 지평선과 함께 400 만 개의 태양 질량을 가지고있는 것으로 생각됩니다.
스펙트럼의 맨 아래 끝에는 마이크로 블랙홀이 있습니다.이 크기는 아직 측정하지는 않았지만 단일 원자만큼 작을 수 있습니다. 이 둘 사이에는 가상의 중간 질량 블랙홀과 항성 블랙홀이 있습니다. 이것은 우리 태양 질량의 약 3 배 이상을 가진 별의 붕괴로 생성됩니다.
(별의 블랙홀에 대한 예술가들의 인상Cygnus X-1. 신용:NASA / CXC / M.Weiss)
또 다른 흥미로운 범주는 1971 년 스티븐 호킹이 처음 제안한 원시 블랙홀입니다. 이러한 가상 블랙홀은 별이 존재하기 전 우주가 탄생하기 전에 형성되었을 수 있으며 암흑 물질의 존재에 대한 결정적인 설명을 담고있을 수 있습니다. .
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Ligo-Virgo 파트너십과 중력파 감지 덕분에 바뀔 수 있지만 지금까지 이들을 찾기위한 노력은 건조 해졌습니다. 시공간의 구조에서 물결을 감지 할 수 있다는 것은 별보다 앞서있는 블랙홀 합병을 시간을 거슬러 올라 가면서 추가 조사의 길을 열 수 있습니다.
블랙홀에 빠지면 어떻게 될까요?
만약 당신이 자신이 블랙홀에 빨려 들어가는 것을 발견 할만큼 운이 좋지 않다면 (내 약속), 이상한 일들이 당신에게 일어날 것이고, 어떤 이상한 일들이 안전한 거리에서 당신을 지켜 보는 누군가에게 일어날 것입니다.
물체가 사건의 지평선을 위반할 때 일어나는 일은 쉽게 이해할 수 없습니다. 이것은 양자 역학과 일반 상대성이라는 두 가지 물리학 모델이 서로 모순되는 지점이기 때문입니다.
블랙홀 정보 역설이라고하는이 쿼드 럼에 대한 훌륭한 글이 있습니다. Amanda Gefter는BBC . 그것의 요점은 이것이다 : 당신이 사건의 지평선을 깨는 것을 지켜 보는 누군가에게 당신은 공간의 왜곡, 시간의 늦추기, 호 킹스의 복사열에 의해 서서히 지워질 것이다. 블랙홀.
그래서 당신은 죽었 죠? 정확히. 일반 상대성 이론에 따르면, 당신은 자유 낙하에있을 것이기 때문에 중력의 영향을 알아 차리지 않고 실제로 사건의 지평선을 통과 할 것입니다 (아인슈타인은 가장 행복한 생각 ), 특이점을 향해 넘어집니다.
그러나 어떻게 우주를 여행하면서 동시에 바삭 바삭하게 타 버릴 수 있습니까? 양자 물리학은 정보를 잃어 버릴 수 없기 때문에 신체가 지평선 바깥에 있어야하기 때문에 이러한 혼란이 발생합니다. 그러나 사건의 지평선을 넘지 않으면 일반 상대성 이론을 위반하게됩니다. 과학자들은 이러한 상충되는 자연 법칙을 조정하기 위해 여러 가지 해결책을 가정했지만, 역설은 물리학의 핵심에서 계속되는 물음표입니다.
블랙홀에 관해서는 빠져 나갈 수없는 것은 빛뿐 아니라 여러 세대의 사상가들의 두뇌이기도합니다.
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리드 이미지 크레딧 : Wikimedia Commons
